W 1879 Pickering zaprosił ją również do Harvard College Observatory, by zapoznała się z nowymi technikami stosowanymi w astronomii, takimi jak spektroskopia. W tym samym roku zaczęła prowadzić w Wellesley semestralne wykłady z astronomii, a w 1880 uruchomiła pierwszy kurs, który formalnie nosił nazwę „fizyka stosowana”. Przez dwadzieścia lat całe astronomiczne wyposażenie uczelni stanowiły czterocalowa przenośna luneta Browninga, globus nieba, efemerydy (tablice przewidywanych położeń ciał niebieskich), fotografie i mapy nieba. Whiting opracowała ćwiczenia astronomiczne możliwe do wykonania za dnia, przygotowujące do obserwacji nocnych i je uzupełniające. Pomysł obserwacji dziennych przypisywała inspiracji Pickeringa.
Jej program astronomii zawierał więcej fizyki niż inne ówczesne programy układane dla kobiet: obejmował zajęcia i ćwiczenia laboratoryjne ze spektroskopii i fotometrii oraz partie poświęcone gwiazdom zmiennym i plamom słonecznym. W 1905 Wellesley mógł już prowadzić studia magisterskie z astronomii. , w 1886 pierwsza kobieta z doktoratem z astronomii na Uniwersytecie Columbia, uznała, że przygotowanie z mechaniki nieba, jakie zdobyła u Whiting w toku studiów, dorównywało poziomem tamtejszym studiom doktoranckim.