Bayer er mest kjent for sitt stjerneatlas , publisert i 1603, som var det første atlaset til å dekke hele himmelkulen. I atlaset introduserte han et nytt system for navnsetting av stjerner – Bayer-betegnelse. Atlaset introduserte 12 nye stjernebilder som fylte ut den sørligste delen av himmelen, som var ukjent for antikkens Hellas og Roma.