里利获得博士学位以后进入加利福尼亚标准石油服务。1967年他进入 NASA 的艾姆斯研究中心服务，并执行登陆月球阿波罗计划的准备作业。之后他就在 NASA 研究太空地质学。在1970年代初期行星探测任务的结果之后，格里利的注意力转移到了火星，并分析火星水手6号、7号和9号（水手号计划）资料以研究火星火山和风成作用。1976到1980年间他是海盗号科学团队成员。1977年格里利成为亚利桑那州立大学地质学系和合聘的教授。他最近的研究则是地球、火星、金星和土卫六上因为风引起的地质作用、玄武岩质火山活动和包含木