周期-光度関係
リービットの大小マゼラン雲のセファイドについての研究は、彼女にセファイド変光星の光度と周期の間の関係性を発見させた。彼女の発見は、研究者たちに遠く離れた系外銀河までの距離を測るための、史上初の標準光源となった。セファイドはすぐにアンドロメダ銀河など他の銀河でも発見され、それらは渦巻星雲が我々の銀河のはるか外側にある独立した銀河であることを証拠する重要な要素となった。この発見は、いわゆる「大論争 (Great Debate) 」において、ハーロー・シャプレーに太陽を天の川銀河の中心には位置しないとさせ、ハッブルに天の川銀河は宇宙の中心に位置しないとさせるという、宇宙論を根本から転換させる結果となった。周期-光度関係によって銀河間の距離を正確に測れるようになったことで、宇宙の構造と規模が理解され、近代天文学の新たな時代が始まった。ジョルジュ・ルメートルやハッブルによる膨張宇宙の発見は、リービットの画期的な研究によって可能となった。ハッブルは、リービットはノーベル賞に値するとよく言っていたとされるが、1924年にスウェーデン王立科学アカデミーがノーベル賞の候補となり得るかハーバード大学天文台に問い合わせたときには既に彼女は癌でこの世を去っていたため、候補とはなれなかった。