umiddelbart efter eksamen fra Harvard blev han ansat som matematikinstruktør der, og et år senere flyttede han til Massachusetts Institute of Technology for at være assisterende professor i fysik. To år senere blev han gjort Thayer Professor i fysik. I løbet af de 10 år, han var der, skabte han det første fysiklaboratorium i Amerika, der var designet til studerende til at offentliggøre deres egne fund og forskning. Pickering udnævnte dette laboratorium til Rogers Laboratory of Physics og udtalte sig som direktør for laboratoriet. Senere fungerede han som direktør for Harvard College Observatory (HCO) fra 1877 til sin død i 1919, hvor han gjorde store spring fremad i indsamlingen af stjernespektre gennem brug af fotografering.

kort efter døden af college læge og amatør astronom Henry Draper, en mulighed præsenterede sig for Pickering. Drapers død efterlod ufuldstændigheden af sit arbejde med at studere astronomi ved hjælp af fotografering. Draper havde ingen børn til at fortsætte og afslutte sin arv, så hans kone, Mary Anna Draper, planlagde at afslutte sit arbejde. Pickering skrev et brev til fru Draper “…Bed husk, at hvis jeg på nogen måde kan rådgive eller hjælpe dig, vil jeg kun gøre lidt for at tilbagebetale Dr. Draper for et venskab, som jeg altid vil værdsætte, men som aldrig kan erstattes.”Fru Draper reagerede hurtigt og droppede snart sin mands arbejde til Pickering. Pickering konkluderede, at Drapers brug af fotografering i astronomi var meget lovende i modsætning til den traditionelle metode til observation og optagelse ved hjælp af ens øje gennem instrumenter. I 1884 blev der offentliggjort et papir om sådanne observationer med forfatteren “the late Henry Draper.”Efter at have modtaget kritik fra Dr. Huggins, en ven af Dr. Draper, begyndte Pickering at ansætte flere assistenter til at styrke Drapers resultater. Dette styrkede og bidrog derfor også til Pickering ‘ s Harem.

i 1882 startede han sine appeller til internationale variable stjerneobservationer. Dette blev mødt med modstand, men til sidst blev et sådant samarbejde realiseret i sektionen variabel stjerne af British Astronomical Association og American Association of Variable Star Observers (aavso). Pickering havde et godt forhold til AAVSO og modtog en guldpapirkniv med ædelsten.i 1882 udviklede Pickering en metode til at fotografere spektre af flere stjerner samtidigt ved at sætte et stort prisme foran den fotografiske plade. Ved hjælp af denne metode fangede Pickering og hans team billeder af over 220.000 stjerner. Denne enorme mængde fotografiske forskning har givet forskere i årtier et tilsyneladende uendeligt bibliotek, der indeholder historien om enhver synlig stjernes bevægelser. Det siges, at denne forskning vejer 120 tons på grund af størrelsen af fotografiske plader.Fleming og Annie Jump Cannon designet et stjerneklassifikationssystem baseret på et alfabetisk system til spektrale klasser, der først blev kendt som Harvard Stellar Classification og blev grundlaget for Henry Draper-kataloget.

i 1896 offentliggjorde Pickering observationer af tidligere ukendte linjer i stjernens spektre. Disse linjer blev kendt som Pickering–serien (eller Pickering-fugl-serien) og Pickering tilskrev dem brint i 1897. Alfred fugler gav den samme tilskrivning til lignende linjer, som han observerede i en hydrogen-heliumblanding i 1912. Analyse af Niels Bohr inkluderet i hans ‘trilogi’ om atomstruktur argumenterede for, at spektrallinjerne opstod fra ioniseret helium, He+, og ikke fra brint. Han var oprindeligt skeptisk, men var i sidste ende overbevist om, at Bohr var korrekt, og i 1915 “spektroskopister havde overført endeligt til helium.”Bohrs teoretiske arbejde med Pickering-serien havde vist behovet for” en ny undersøgelse af problemer, der allerede syntes at være løst inden for klassiske teorier ” og gav vigtig bekræftelse for hans atomteori.Pickering er krediteret for at gøre Harvard College Observatory kendt og respekteret over hele verden, og det fortsætter i dag med at være et respekteret Observatorium og program.

Pickering ‘ s Haremedit

Harvard College Observatory blev et premiere observatorium i verden, og med det kom efterspørgslen efter flere assistenter. Disse assistenter var kritiske for at tage noter, køre beregninger og udføre analyser. College uddannede kvinder fra hele landet tilbød at arbejde for Harvard Observatory ubetalt for at få erfaring eller indtil de beviste, at deres værdi skulle betales. I løbet af denne tid rekrutterede Pickering over 80 kvinder til at arbejde for ham, herunder Annie Jump Cannon, Henrietta Svane Leavitt, Antonia Maury og Florence Cushman. Det var meget usædvanligt, at en sådan dygtig videnskabsmand arbejdede med så mange kvinder, men det er blevet sagt, at han “blev så irriteret over sin mandlige assistents ineffektivitet, at selv hans Tjenestepige kunne gøre et bedre stykke arbejde med kopiering og computing”. Disse kvinder, Harvard Computers (også beskrevet som “Pickering’ s Harem” af det videnskabelige samfund på det tidspunkt), gjorde flere vigtige opdagelser på HCO. Leavitts opdagelse af forholdet mellem periode og lysstyrke for cepheider, udgivet af Pickering, ville bevise grundlaget for den moderne forståelse af kosmologiske afstande.Pickering ‘ s behandling af kvinder blev i sin tid betragtet som bedre end de fleste. Det er rigtigt, at de blev underbetalt sammenlignet med deres mandlige kolleger og ikke fik kredit næsten lige så ofte, men hans vilje til at inkludere dem i astronomiens verden banede vejen for mange store kvindelige forskere og ledere. Dette hjalp observatoriets finansiering gennem stipendier og indkøb af kvinder, herunder alumn og professorer, der hjalp med oprettelsen af Pickering ‘ s harem.