zaraz po ukończeniu Harvardu został zatrudniony jako instruktor matematyki, a rok później przeniósł się do Massachusetts Institute of Technology na stanowisko adiunkta fizyki. Dwa lata później został mianowany profesorem fizyki. W ciągu 10 lat pobytu tam stworzył pierwsze laboratorium fizyki w Ameryce, które zostało zaprojektowane dla studentów do publikowania własnych wyników i badań. Pickering nazwał to laboratorium Rogers Laboratory of Physics i ogłosił się dyrektorem Laboratorium. Później pełnił funkcję dyrektora Harvard College Observatory (HCO) od 1877 do swojej śmierci w 1919, gdzie dokonał wielkiego skoku naprzód w gromadzeniu widm Gwiezdnych poprzez wykorzystanie fotografii.
wkrótce po śmierci lekarza uniwersyteckiego i astronoma-amatora Henry ’ ego Drapera pojawiła się okazja dla Pickeringa. Śmierć Drapera pozostawiła po sobie brak pracy studiującej astronomię za pomocą fotografii. Draper nie miał dzieci, które mogłyby kontynuować i ukończyć jego spuściznę, więc jego żona, Mary Anna Draper, planowała ukończyć jego dzieło. Pickering napisał list do Pani Draper ” … módl się, przypomnij sobie, że jeśli Mogę w jakikolwiek sposób doradzić lub pomóc, zrobię niewiele, aby odwdzięczyć się doktorowi Draperowi za przyjaźń, którą zawsze cenię, ale której nigdy nie można zastąpić.”Pani Draper pilnie odpowiedziała i wkrótce podrzuciła pracę męża Pickeringowi. Pickering doszedł do wniosku, że wykorzystanie fotografii przez Drapera w astronomii było bardzo obiecujące w przeciwieństwie do tradycyjnej metody obserwacji i rejestracji za pomocą oka za pomocą instrumentów. W 1884 roku opublikowano pracę o takich obserwacjach z autorem ” the late Henry Draper.”Po otrzymaniu krytyki od doktora Williama Hugginsa, przyjaciela dr Drapera, Pickering zaczął zatrudniać kolejnych asystentów, aby wzmocnić ustalenia Drapera. To w konsekwencji wzmocniło i przyczyniło się do powstania haremu Pickeringa.
w 1882 roku rozpoczął swoje apele o międzynarodowe obserwacje gwiazd zmiennych. Spotkało się to ze sprzeciwem, ale ostatecznie taka współpraca została zrealizowana w sekcji gwiazd zmiennych Brytyjskiego Towarzystwa Astronomicznego i Amerykańskiego Stowarzyszenia obserwatorów gwiazd zmiennych (AAVSO). Pickering miał dobre relacje z AAVSO i otrzymał złoty nóż do papieru z kamieniami szlachetnymi.
w 1882 roku Pickering opracował metodę fotografowania widm wielu gwiazd jednocześnie poprzez umieszczenie dużego pryzmatu przed płytą fotograficzną. Korzystając z tej metody, Pickering i jego zespół wykonali zdjęcia ponad 220 000 gwiazd. Ta ogromna ilość badań fotograficznych dostarczyła naukowcom od dziesięcioleci pozornie nieskończoną bibliotekę zawierającą historię ruchów każdej widzialnej Gwiazdy. Mówi się, że badania te ważą 120 ton ze względu na rozmiar płyt fotograficznych.
wraz z Williaminą Fleming i Annie Jump Cannon zaprojektował system klasyfikacji gwiazd oparty na alfabetycznym systemie klas widmowych, który po raz pierwszy był znany jako Harvard Stellar Classification i stał się podstawą katalogu Henry ’ ego Drapera.
w 1896 roku Pickering opublikował obserwacje nieznanych wcześniej linii w widmie Gwiazdy ζ-Puppis. Linie te stały się znane jako seria Pickeringa (lub seria Pickeringa-Fowlera), a Pickering przypisał je wodorowi w 1897 roku. Alfred Fowler przypisał podobne linie, które zaobserwował w mieszaninie wodór-hel w 1912 roku. Analiza Nielsa Bohra zawarta w jego „trylogii” na temat struktury atomowej wykazała, że linie widmowe powstały ze zjonizowanego helu, He+, a nie z wodoru. Fowler był początkowo sceptyczny, ale ostatecznie był przekonany, że Bohr był poprawny, i przez 1915 ” spektroskopiści przeniósł się ostatecznie do Helu.”Prace teoretyczne Bohra na serii Pickeringa wykazały potrzebę” ponownej analizy problemów, które wydawało się już zostały rozwiązane w ramach teorii klasycznych ” i pod warunkiem ważnego potwierdzenia dla jego teorii atomowej.
Pickering jest uznawany za to, że Harvard College Observatory jest znane i szanowane na całym świecie i nadal jest szanowanym Obserwatorium i programem.
Haremedit Pickeringa
Harvard College Observatory stało się pierwszym obserwatorium na świecie, a wraz z nim przyszedł popyt na więcej asystentów. Asystenci ci byli kluczowi do robienia notatek, wykonywania obliczeń i wykonywania analiz. Wykształcone w College ’ u kobiety z całego kraju zaproponowały pracę w Harvard Observatory nieodpłatnie w celu zdobycia doświadczenia lub do czasu udowodnienia ich wartości do zapłaty. W tym czasie Pickering zwerbował do pracy dla niego ponad 80 kobiet, w tym Annie Jump Cannon, Henriettę Swan Leavitt, Antonię Maury i Florence Cushman. To było bardzo niezwykłe dla tak utalentowanego naukowca pracować z tak wieloma kobietami, ale mówi się, że „stał się on tak irytujący nieskutecznością swojego męskiego asystenta, że nawet jego pokojówka mogła lepiej wykonać robotę kopiowania i przetwarzania”. Te kobiety, Harvard Computers (określane również jako „Pickering’ s Harem” przez środowisko naukowe w tym czasie), dokonały kilku ważnych odkryć w HCO. Odkrycie przez Leavitta relacji okres-jasność dla Cefeidów, opublikowane przez Pickeringa, stanowiłoby podstawę dla współczesnego rozumienia odległości kosmologicznych.
leczenie kobiet Pickeringa za jego czasów było uważane za lepsze niż większość. Prawdą jest, że były one niedostatecznie wynagradzane w porównaniu do ich męskich odpowiedników i nie były przyznawane tak często, ale jego chęć włączenia ich do świata astronomii utorowała drogę wielu wspaniałym naukowcom i liderom. Pomogło to finansowaniu Obserwatorium poprzez stypendia i pozyskiwanie kobiet, w tym absolwentów i profesorów, pomagających w tworzeniu haremu Pickeringa.