Han ble professor i matematikk ved Det Kongelige Fredriks Universitet fra 1903, en stilling han forble i frem til 1946. Størmer arbeidet en periode som Kristian Birkelands assistent, og nordlysforskning opptok det meste av hans vitenskapelige karriere. Han utviklet i 1909 sammen med Ole Krogness et spesielt kamera for å fotografere nordlyset og dro da nytte av erfaringene som amatørfotograf. Kamera og film måtte være særlig lysfølsomt for å fange nordlyset. Han brukte blant annet to kamera med flere mils avstand mellom for å beregne høyden til nordlyset; over telefon ble det gitt beskjed når bildet skulle tas.