1676年，一位年仅20岁的英国小伙子来到了大西洋上的圣赫勒纳岛。他身材瘦长，精神饱满，文质彬彬，谈吐不凡。他就是哈雷。在他的行装中，有精致的摆钟、半径1.5米的六分仪、镜筒长7.2米的望远镜。带着这些东西来做什么？他到岛上一住定下来，就架起了这些仪器。每逢晴朗的夜晚，他都要站在仪器前观察天体。原来，他是来进行科学研究的。

那时，所有的天文学家都在北半球进行研究，只有水手和旅行家们对这里有所接触，南部美丽的星空始终是一块处女地，从未被认真地测量过。年轻的哈雷下决心要窥测南天星空的奥秘。在英王查理二世的赞赏和哈雷父亲每年300镑巨资相助下，使哈雷赴南天观测的理想成为现实。

在精心观测下，哈雷得到了一批很有价值的数字和结果。哈雷提出，恒星是运动着的星体，只因为离得远，我们才看不清它们位置的变化。1718年，哈雷经过审慎的考虑后，发表了恒星有“自行”的论文，由此开创了恒星空间运动的研究。

每当彗星出现在天空的时候，总是拖着一条长长的尾巴。它来去匆匆，变幻不定。中国古人称它为彗星，民间称它为扫帚星，在外国称它为“柯麦特”（这是希腊文，愿思也是“扫帚”）。过去人们对彗星不了解，认为那条大尾巴是地球吐出的气，还有人认为它是燃烧的气体的火焰。1577年，一位丹麦天文学家第谷第一次想象彗星可能绕太阳运行。后来，牛顿等科学家也对个别彗星做过考察，但是只有哈雷认真系统地对彗星进行了轨道计算，他算出了1337～1689年间出现的24个彗星轨道，发现23个都是抛物线，只有一个彗星的轨道是围绕太阳拉得很长的椭圆，这就是1682年底出现的大彗星。

哈雷发现1682年彗星的轨迹与1456年、1531年和1607年曾经出现的那些彗星轨道非常相似。这四颗彗星出现的时间间隔是75年或76年。哈雷认为他实际上是在和同一个彗星打交道。他在1705年写的一本书中大胆地预言，大约到1758年，这颗彗星将再次归来。可惜，哈雷未能活到目睹这颗彗星重新回来的日子。他去世的时候是86岁。16年后，大彗星果然如期而归了。科学界没有忘记他的预言，决定以哈雷的名字命名这个大彗星——哈雷彗星。1758年、1835年、1910年、1986年大彗星都如期而至。

由于哈雷的工作，彗星被永远地驯服了。它们也像地球一样，是太阳的众多臣民中的成员。为什么彗星的运动显得那么飘忽无常？那是因为它们的轨道拉得特别长，以至于有些彗星可能要每隔成千上万年才出现一次，而且只在它们整个轨道上微不足道的一小段中，才能被我们看见。

地球到太阳有多远呢？几千年来天文学家一直对此很有兴趣。天文学上把日地距离作为距离的单位来量度各行星到太阳的距离。在哈雷的时代，这个距离是多少，没有一个令人满意的结果。1716年，哈雷提出了一个巧妙的方法：可以用金星凌日来推算这一距离。在哈雷去世后，科学家终于用这个方法推算出日地平均距离为14950万公里，至今天文学上还采用这个数据。

在17世纪末、18世纪初，哈雷曾经进行过广泛的旅行，测量地磁的变化。他在1693年做出了详细的死亡率表。这使得人们有可能用统计方法来研究生命和死亡，并导致了现代保险事业的实施。

1720年，哈雷以64岁高龄荣任英国皇家格林威治天文台第二任后长。他拟定了18年的月亮运动研究计划，并坚持研究16年之久。此时不幸中风不起，但他直到18年计划完成之后才告退休，善始善终，他的精神与毅力感人至深。