Hän keksi instrumentteja opintoihinsa, mukaan lukien mikrometrin valokuvien mittaamiseen, koneen parannettujen ohjattujen hajonta-arvojen tuottamiseen ja ensimmäisen teleskoopin, joka oli suunniteltu erityisesti astrofotografialle. Käyttämällä hänen instrumenttiaan, Rutherfurd tuotti laadukkaan kokoelman valokuvia Auringosta, Kuusta ja planeetoista sekä tähtijoukosta ja tähdistä alas viidennelle magnitudelle. Vuonna 1862 hän alkoi tehdä spektroskooppisia tutkimuksia käyttämällä uutta hajontaa. Hän huomasi erillisiä tähtien spektrikoulutuksia, joita Angelo Secchi laajensi lokakuussa 1867 neljän tähtiluokan listalle.
taivasvalokuvaus