Hon började arbeta där 1896 som en "dator" (en person som analyserade astronomiska data), och hon fortsatte att arbeta där i över 40 år, tills hon gick i pension 1940.
Under sin tid på observatoriet utvecklade hon Harvard Classification Scheme , ett system för att klassificera stjärnor baserat på deras spektraltyper. Hon katalogiserade också hundratusentals stjärnor och upptäckte över 300 variabla stjärnor.