后，取得加州理工学院天文物理博士。获得博士学位后曾在夏威夷大学天文研究所担任博士后研究员，1987年返回台湾后进入国立清华大学物理系任教至今。
研究.周定一的研究领域有天文物理、太阳内部、恆星内部、日地关系。近年主要研究星震学与地晖。周定一于1991年起建立「台湾日震观测网」，先后在西班牙、北京、美国加州、乌兹别克等地架设日震学观测望远镜。1997年周定一团队利用「声波成像法」观测到太阳内部构造。