Ha fet recerques d’astrofísica usant totes les zones de l’espectre: raigs γ, raigs X (1974-82), i, d’ençà del 1982, astronomia òptica, infraroja i radiomil·limètrica. Treballant en la seva tesi doctoral a Cambridge, per a la qual participà en la construcció d’un radiotelescopi capaç de detectar variacions ràpides dels senyals, descobrí, en analitzar les dades rebudes (1967), una font radioemissora fluctuant. Recerques posteriors d’A. Hewish menaren a la conclusió que els senyals eren causats per un estel radiopolsant, o púlsar.