他最重要的貢獻是，1846年8月31日以數學方法推算出海王星的軌道並預告它的位置。由於海王星的發現，英國皇家學會授予他柯普萊獎章。勒威耶還研究過太陽係的穩定性問題和行星理論，編製了行星星曆表。他經過長期研究，發現水星近日點的異常進動。他把這種異常現象歸之於一個未知行星的攝動，並預言水內行星的存在，但這個預言至今未能證實。後來，愛因斯坦用廣義相對論才成功地解釋了水星近日點進動問題。
海王星的發現者——亞當斯
亞當斯（1819～1892）是英國天文學家，海王星的發現者之一。
1844年以後，他研究天王星的觀測資料，計算影響天王星運動的一顆未知行星的軌道要素、質量和日心黃經。1845年9～10月，他分別向劍橋大學天文台台長查理士、格林威治天文台台長艾裏報告了他的計算結果，但未受重視。1846年，德國加勒根據法國勒威耶的計算發現了這顆未知行星——海王星後，人們才想起亞當斯的工作。經過長期的爭論，最後被公認為是海王星的共同發現者。此後，他研究月球運動長期加速現象、地磁場；還研究了獅子座流星雨的軌道，認為它是一個扁長的橢圓，周期為33年3個月，他據此預言在1866年11月12～14日流星雨將再次出現。預言果然得到證實。豐碩的小行星研究成果
1772年，德國波得宣布了反映行星距離規律的提丟斯一波得定則後，人們開始注意並努力在這條定則所指出的木星和火星之間的空隙尋找未知天體。1801年，意大利皮亞齊發現了第一顆小行星——穀神星。高斯的計算表明，它的軌道正在木星和火星之間。第二年德國奧伯斯又發現了一顆小行星——智神星。1804和1807兩年又各有人發現一顆小行星。它們之所以被稱為小行星，因為它們的體積都很小。它們同太陽的距離都與穀神星相似。因此，奧伯斯提出第一個小行星起源的假說，認為小行星是一顆大行星崩潰後的碎片。
此後發現的小行星逐年增加，到1876年已達172顆。1877年，美國柯克伍德指出，由於受到木星強大的攝動，小行星空間分布區域中有空隙。在空隙區域裏，小行星周期和木星周期成簡單比例。這個發現在天體動力學的演化研究上有重要意義。
對太陽黑子的研究
黑子是太陽光球上經常出沒的暗黑斑點，是太陽活動的基本標誌。太陽黑子觀測是在天體物理學誕生以前太陽研究中最有成績的一項。
1826～1843年，德國的施瓦貝根據長達十七年的觀測，得出黑子有10或11年的周期變化。1849年，瑞士沃爾夫追溯了直到伽利略的觀測，提出用統計方法研究黑子的消長規律，並定出標誌太陽活動的指數，即沃爾夫黑子相對數。它至今仍為天文學界廣泛使用。
木衛星的發現
巴納德是19世紀末著名的天文觀測家。自學成才的他在20歲時使用自製的望遠鏡發現了兩顆新彗星，後來又發現了7顆新彗星。1887年9月，他應聘到裏克天文台工作，頭一年就發現了4顆彗星，並且在世界上第一次拍攝了銀河的照片，從而發現了銀河係中的暗星雲。
1892年，巴納德發現了木衛星。當時裏克天文台擁有一架76厘米的望遠鏡尚未正常工作，台長隻允許他每周使用一個晚上。他看到一個離木星又近又暗的小星，跟著行星一起運動。他懷疑這是一顆尚未發現的衛星，經過細心觀察和測量，證實了他的想法是正確的。第二天淩晨，發現木衛星的消息傳遍了世界。