Dorobek naukowy Uhler specjalizował się w hemipterologii. Jest autorem ponad 50 publikacji naukowych dotyczących pluskwiaków. Opisał w nich setki nowych dla nauki taksonów, w tym około 600 nowych gatunków. Szczególne zasługi wniósł do poznania pluskwiaków różnoskrzydłych – nazywany bywa „ojcem amerykańskiej heteropterologii” i „największym amerykańskim heteropterystą”. Do największych jego dzieł na tym polu należą monografie północnoamerykańskich ziemikowatych i nabrzeżkowatych. Badał głównie faunę zachodniej Ameryki Północnej, Haiti i Europy. Publikował także istotne prace dotyczące geologii okresu kredy. Na polu bibliotekarstwa wsławił się m.in. publikując w latach 1883–1892 z Nathanielem H. Morisonem pięciotomowy katalog zbiorów bibliotecznych Peabody Institute.
Uhler był członkiem American Association for the Advancement of Science, American Entomological Society, Academy of Natural Sciences of Philadelphia, Entomological Society of Washington i Royal Society of the Arts. Był także założycielem i prezydentem Maryland Academy of Science.