I 1772 fikk Méchain en stilling ved land- og sjøkartverket i Versailles gjennom Lalande, og ble siden akademiker og medlem av og astronom ved ved Parisobservatoriet. Sammen med Delambre gjennomførte Méchain den store franske grademålingen mellom Dunkerque og Barcelona. Han oppdaget 11 nye kometer og utførte omfattende beregninger av kometbaner med flere astronomiske arbeider. I perioden 1786–96 redigerte han den franske astronomiske årboken som blant annet publiserte listen over Messierobjekter.