Wkład w astronomię thumb|350x350px|Harwardzkie komputery podczas pracy: Henrietta Swan Leavitt (1868-1921), Annie Jump Cannon (1863-1941), Williamina Fleming (1857-1911) i Antonia Maury (1866-1952). Po obronie pracy licencjackiej, Maury rozpoczęła pracę w Harvard College Observatory jako jedna z tak zwanych harwardzkich komputerów, wykwalifikowanych kobiet przetwarzających dane astronomiczne. W trakcie pracy Maury obserwowała gwiezdne widma i opublikowała ważny katalog klasyfikacji w 1897 roku.
Edward Charles Pickering, dyrektor obserwatorium, uznał zaproponowany przez nią system klasyfikacji jako niewłaściwy. W efekcie Maury zdecydowała się opuścić obserwatorium. Dopiero duński astronom Ejnar Hertzsprung zrozumiał znaczenie jej metody klasyfikacji i wykorzystał go w swoim systemie identyfikacji i podziału gwiazd.
W 1908 roku Maury wróciła do obserwatorium w Harvard College, gdzie spędziła wiele lat. Jej najbardziej znaną pracą była w tamtym okresie analiza spektroskopowa podwójnej gwiazdy beta Lutni, opublikowana w 1933 roku.