Sie begann dort 1896 als „Computer“ (eine Person, die astronomische Daten analysierte) zu arbeiten und arbeitete dort über 40 Jahre lang weiter, bis sie 1940 in den Ruhestand ging.
Während ihrer Zeit am Observatorium entwickelte sie das Harvard-Klassifizierungsschema , ein System zur Klassifizierung von Sternen anhand ihrer Spektraltypen. Sie katalogisierte außerdem Hunderttausende Sterne und entdeckte über 300 veränderliche Sterne.