Senere reiste Mark tilbake til MIT og begynte som assisterende professor i fysikk. I 1960, vendte han igjen tilbake til University of California og han begynte å studere eksperimentell fysikk. Han ble der frem til 1964. Mark har også undervist både lavere og høyere kurs i fysikk og ingeniørvitenskap ved Boston University og ved University of California. I februar 1969 ble han valgt til direktør for et forskningssenter som var en del av romfartsorganisasjonen NASA som ligger i Mountain View i California. I denne posisjonen administrerte han dette senterets forskning og anvendelser innen luftfart, romforskning og teknologi til bruk i verdensrommet.