留在剑桥大学继续博士学位，以电子显微镜研究染色体在有丝分裂和减数分裂期间的移动。1957年获得博士学位后，吉本斯前往宾夕法尼亚大学担任博士后研究员。一年后，他转往哈佛大学生物学系当新成立的电子显微镜实验室的主管。
学术生涯.在哈佛大学，吉本斯以电子显微镜研究一种名叫四膜虫的原生动物的鞭毛和纤毛结构。1963年，他发现了在微管上的一类全新蛋白，并发表了其相片。两年后，他隔离了该蛋白的两部份，即其「双臂」，同时命名其为「动力蛋白」。在哈佛大学的最后一年，吉本斯发现组成微管的蛋白跟鸟苷核