Celsius wurde 1730 Professor der Astronomie, 1740 Direktor der von ihm gegründeten Sternwarte in Uppsala. 1736/37 schloß er aus Meridianmessungen auf die Abplattung der Erde an den Polen. 1742 schlug er in seiner Arbeit "Über die Wärmemessung" eine hundertteilige Thermometerskala vor, die heute noch für wissenschaftliche Zwecke verwendet wird, nur daß er den Nullpunkt der Skala mit dem Siedepunkt des Wassers gleichsetzte und die Zahl 100 mit dem Gefrierpunkt. Celsius beschäftigte sich mit der Theorie der Jupitersatelliten, der Intensität des Lichtes, dem Nordlicht, der Größenbestimmung des altrömischen Fußes und mit Untersuchungen zur Einführung des gregorianischen Kalenders.