Його прізвище асоціюється з кометами, адже він створив метод розрахунку кометних орбіт і відкрив періодичність деяких комет. Саме завдяки цим розрахункам було відкрито комету, що носить ім’я самого науковця, комету Галлея.
Але вчений займався не тільки астрономією. В нього є низка робіт з математики та перші в світі наукові доробки з геофізики. Галлей пояснив причини виникнення пасатів та мусонів, а також побудував модель магнітного поля Землі та склав першу карту магнітних схилень.