麻省理工学院就读研究生。在此期间他在Dave Pritchard的研究组里从事中微子研究，具体课题是利用氚的β衰变测定电子中微子的质量。尽管未能成功，他还是在1990年获得了博士学位。之后，康奈尔以博士后研究人员身份进入了科罗拉多大学博尔德分校的卡尔·威曼研究组。在科罗拉多大学博尔德分校的两年里，他提出了一个实现玻色-爱因斯坦凝聚的方法：用磁场约束原子，同时利用激光冷却和蒸发冷却，使系统温度降到足够低。这一设想得到了认可，他得以在美国国家标准技术研究所（NIST）和科罗拉多大学合办的JILA研究所里获得