Harbitz var stipendiat ved lungeavdelingen på Regionsykehuset i Trondheim 1975–1979 og han arbeidet som forsker ved Norsk institutt for næringsmiddelforskning 1979–1986. Han var ansatt i næringsmiddelseksjonen i Helsedirektoratet 1986–1988 og i Statens næringsmiddeltilsyn (SNT) 1988–1990. I 1990 tiltrådte han som avdelingsdirektør i SNT, Avdeling for kjemi og toksikologi, før han i 1992 ble direktør ved Statens institutt for strålehygiene, i dag DSA. Harbitz var faglig redaktør for boka , som ble gitt ut på Landbruksforlaget i 1999. Harbitz var direktør for Direktoratet for strålevern og atomsikkerhet (DSA) fra 1992 til 2020.