Va ser un descobridor d'estels prolífic, en va descobrir o codescobrir 21 en total, inclòs el cometa 55P/Tempel-Tuttle, ara conegut per ser el cometa que dona lloc a la pluja d'estels anomenada Leònids, i el 9P/Tempel 1, l'objectiu de la sonda espacial de la NASADeep Impact l'any 2005. Altres cometes periòdics que porten el seu nom són el 10P/Tempel i el 11P/Tempel-Swift-LINEAR. També va descobrir 5 asteroides: Angelina, Cibeles, Galatea, Terpsícore i Cloto.