年轻的哈雷（1656-1742 年）怀着闯出一番事业的强烈愿望，在离完成全部学业不太远的时候，来到非洲西海岸外南大西洋中的圣赫勒纳岛，在那里建立了南半球的第一座天文台。并根据所积累的观测资料，编制了一本南天星表，于1678 年发表。星表共包括341 颗星的确切位置和资料，而这些星在欧洲是看不到的。

　　哈雷在天文学上的突出贡献是在彗星研究方面，以他名字命名的哈雷彗星几乎是无人不知的。他最初是在1680 年11 月看到一颗亮彗星，产生很大的兴趣。人们对这颗历史上很少见的亮彗星进行了4 个来月的观测，在人们还记忆犹新的时候，1682 年8 月，又一颗亮彗星出现，明亮的彗头后面还拖着一条弯弯的、特别引人注目的彗尾。

　　哈雷认真观测了1682 年出现的彗星，对彗星的位置及其在星空中的逐日变化，作了细致的记录。为了进一步确定彗星的轨道，哈雷拜访了牛顿，想了解他是如何用正在研究的引力理论，来分析研究天体的运动的。哈雷很快成为牛顿的好朋友，得到牛顿的很大帮助。哈雷还搜集了一些观测资料比较可靠的彗星，用万有引力定律一一算出了它们的轨道，并将研究结果发表在《彗星天文学论说》一书中。这本书花费了哈雷20 多年的心血，于1705 年出版，书中包括了24 颗彗星的详细资料，从1337 年到1698 年，时间跨越三个半世纪。

　　哈雷在书中提到了一件颇值得注意的事，那就是有3 颗彗星的轨道彼此很相像，它们过轨道近日点的日期分别是在1531 年8 月、1607 年10 月和1682年11 月。尽管前两次相差76 年多，后两次相差75 年，哈雷还是相信它们是同一颗彗星在不同年份的连续三次回归。

　　这是个大胆的见解。因为，尽管历史上出现过许多彗星，但谁也没有考虑过同一颗彗星是不是还会再一次回归的问题。哈雷认为这种周期彗星是存在的，并有把握地预言1682 年的亮彗星将在1758 年底或1759 年初，再一次回归。

　　哈雷在作这种从未有人作过的预言的时候，距离彗星回归还有半个世纪，自己看来是等不到那日子了，他不无遗憾地为后人留下了这样的话：“如果彗星根据我的预言准时在1758 年回来了，请不要忘记这是由一位英国人首先发现的。”

　　1758 年12 月25 日晚，一位业余天文爱好者终于发现了这颗彗星，彗星在1759 年8 月13 日通过近日点，哈雷的预言得到了证实。它就是哈雷彗星，上次在1986 年2 月9 日过近日点，下次回归将在2061 年。

　　在天文学上，哈雷还有不少重要的发现和贡献。1716 年，他建议有志于精确测定日地间距离的人们，不要放过1761 年和1769 年两次罕见的金星凌日现象，在当时来说，这确实是测量太阳距离的最佳方法。1718 年，将自己在圣赫勒纳岛的观测资料，与喜帕恰斯等在好几百年前测得的恒星位置，进行比较之后，他注意到至少有4 颗亮星的位置有着微弱而肯定的变化，它们是毕宿五、天狼、大角和参宿四，即金牛、大犬、牧夫和猎户四个星座中的最亮星。

　　哈雷发现的恒星位置的这种变化，叫做自行，是由于恒星本身的运动造成的，它在恒星研究方面有着重要意义。