Huygens i Leeuwenhoek prowadzili wspólnie obserwacje żywych komórek.
Jednak Huygensa bardziej interesowały zastosowania teleskopu w astronomii. Dzięki swoim badaniom w optyce opracował przyrządy astronomiczne, w których zredukował aberracje. Obrazy kosmosu stały się dużo bardziej wyraźne.
Korzystając z wykonanych przez Ole Rømera w roku 1676 obserwacji Huygens jako pierwszy obliczył prędkość światła (220 tys. km/s we współczesnych jednostkach). Błąd 25% nie umniejsza wagi tego osiągnięcia, ponieważ od czasów Arystotelesa uważano, że światło ma nieskończoną prędkość.
Huygens był pierwszym, który zajął się budową precyzyjnych zegarów mechanicznych. Zegar wahadłowy został wynaleziony przez Galileusza (wcześniej pierwsze szkice wykonał Leonardo da Vinci), jednak to właśnie Christiaan zbudował pierwsze dokładne zegary wahadłowe. Swoje zegary opisał w książce Horologium oscillatorium z 1658Własnym wkładem Huygensa było skonstruowanie mechanizmu zliczającego wahania, bowiem wynalazek Galileusza wymagał liczenia ich przez obserwatora. Projekt odnaleziony w pismach Leonarda zawiera adnotację w piśmie lustrzanym, że zamocowane na osiach wskazówki będą „pokazywać godziny, minuty i ruchy Księżyca”, brak jednak dowodu czy został zrealizowany. .