Etter å ha undervist ved University of Wisconsin og Princeton University, ble han professor ved Harvard University fra 1912 inntil sin død. Han hadde en stor innvirkning matematikere i USA, gjennom undervisningen og den banebrytende forskingen sin. Forskingen hans var hovedsakelig innen matematisk analyse og analyse benyttet på dynamiske system, der navnet hans særlig er knyttet opp mot det såkalte ergodeteoremet, som har mange bruksområder.