Mientras trabajaba en el Observatorio de Harvard College a principios de 1900, Leavitt estudió miles de estrellas variables en las nubes magellánicas. Ella notó que los cefeidos más brillantes tenían períodos de variación más largos, un descubrimiento crucial que permitía a los astrónomos usar cefeidas como "velas estándar" para medir distancias en el universo.