I 1843 ble Voss amanuensis og fra 1843 til 1846 var han assistent ved Universitetets zootomiske samlinger. Voss ble lektor i medisin i 1850 og underviste i anatomi og rettsmedisin. I 1861 ble han utnevnt til professor i anatomi, et embete han besatte til 1875. Han publiserte en rekke artikler i medisinske tidsskrifter. Voss ble i 1886 den første president i Den norske lægeforening. Han satt som president til 1889.