进入天文台
弗莱明1878年移居美国，起初为哈佛天文台台长爱德华·皮克林做家务工作。1881年，她进入分析天文底片和进行计算的工作人员队伍，此后一直在天文台工作。
参考：[1]
光谱、变星与星云
她参与一万多颗恒星的编目，识别出大量变星、新星与星云，包括底片上的马头星云。1890年出版的《德雷珀恒星光谱星表》虽署皮克林之名，书中确认她承担了大部分光谱测量、分类和出版准备工作。
参考：[1]
分类体系与组织工作
弗莱明的光谱分类后来由坎农修改发展。她还管理亨利·德雷珀纪念计划和天文台《年刊》的出版，监督、指导分析玻璃底片的女性工作人员，把持续观测转化为可检索的研究资料。