Í 1681 sneri Rømer aftur til Danmerkur og var ráðinn prófessor í stjörnufræði við Háskólann í Kaupmannahöfn. Sama ár giftist hann Anne Marie Bartholin, dóttur Rasmus Bartholins. Hann var einnig virkur sem skoðunarmaður, bæði í Háskólaskoðunarstöðinni í Rundetårn og heima hjá sér, með bættum tækjum sem hann sjálfur smíðaði. Því miður hafa athuganir hans ekki varðveist: þær týndust í eldinum í Kaupmannahöfn árið 1728.
Ég veit ūađ ekki. En fyrrverandi aðstoðarmaður hans (og síðar stjörnufræðingur í eigin höndum), Peder Horrebow, lýsti og skrifaði trúfastlega um athuganir Rømer.