El 1797 donà a conèixer un mètode per a determinar òrbites del tipus parabòlic; aquest mètode, conegut amb el seu nom, ha estat molt útil per a determinar l’òrbita de molts cometes, atès que la majoria tenen trajectòries el·líptiques tan obertes que poden ésser assimilades a paràboles. Redescobrí el primer asteroide, Ceres, basant-se en els càlculs de l’òrbita fets per Gauss a partir de les poques observacions efectuades per Piazzi. El 1802 descobrí el segon asteroide, Pal·las, i el 1807 el quart, Vesta. Establí la hipòtesi que l’origen de tots els asteroides fou la destrucció, per causes desconegudes, d’un planeta primitiu situat entre Mart i Júpiter. El 1815 descobrí un cometa periòdic que actualment porta el seu nom.