他積極參與天文觀測（例如對土星的觀測）和空氣泵實(shí)驗(yàn)中來。在1669年他闡述了他的重力起因理論，而在1678年他寫了《論光》，其中宣布了他在1676-1677年發(fā)展出來的光的波動理論（嚴(yán)格地說是光的脈沖理論）。

在1668-1669年，他在理論上和實(shí)驗(yàn)上，研究了阻力介質(zhì)中的物體運(yùn)動。在1673年，他與帕平（Papin）合作，建造了一個(gè)內(nèi)燃機(jī)（moteur à explosion）。而此后他也與萊布尼茲有定期接觸。

惠更斯在1673年開始了他關(guān)于簡諧振動的研究，并設(shè)計(jì)出由彈簧而非鐘擺來校準(zhǔn)時(shí)間的鐘表，接著，就發(fā)生了他與胡克（Hooke）的優(yōu)先權(quán)之爭。在1677年他使用了顯微鏡進(jìn)行研究。

因?yàn)榧膊?，惠更斯?681年離開巴黎，在1683年之前痊愈，但與此同時(shí)柯爾貝爾去世，而如果在巴黎沒有他的支持，惠更斯因其國籍、新教信仰以及家庭與奧蘭治王室的關(guān)系，會給他招致強(qiáng)烈的反對，因此他決定呆在荷蘭。從而他的經(jīng)濟(jì)狀況不像以前那樣有保障，而他可以靠家里的土地所有權(quán)而有一份收入。

惠更斯從未結(jié)婚。在海牙以及在靠近福爾堡附近的家庭鄉(xiāng)村別墅Hofwijck的相對孤寂的狀態(tài)中，他繼續(xù)光學(xué)研究，建造了許多鐘表，并試用于幾次長距離航海中，他還寫下了《被發(fā)現(xiàn)的天上的世界》。

1689年6月到9月，他訪問英格蘭，在那里遇到了牛頓。牛頓的《原理》引起了惠更斯的仰慕之情但也激起了他強(qiáng)烈的分歧。

兩者的證據(jù)在《論光》及本書補(bǔ)編的《論重力的原因》中能找到。與法蒂奧（Fatio de Duillier）的討論，與萊布尼茲的通信，以及對他的微分積分的興趣，在最后的幾年中使惠更斯的注意力轉(zhuǎn)回?cái)?shù)學(xué)。