Dort entwickelte er Kameras für die großen Teleskope, um Planeten, Kometen, Sterne und Nebel zu fotografieren. 1905 leitete er den Beginn der fotografischen Suche nach dem Planeten X, der jenseits der Neptunbahn vermutet wurde.
Carl Lampland hat Messinstrumente gebaut, um mit Hilfe langwelliger Strahlung die Temperatur von Planeten zu ermitteln. Wie sich zeigte, bestehen auf Mars starke Temperaturunterschiede zwischen der Tag- und Nachtseite.
Das war ein klarer Hinweis, dass die Atmosphäre dieses Planeten sehr dünn sein muss – gut ein halbes Jahrhundert, bevor die ersten Raumsonden dort angekommen sind.
Carl Lampland hat selbst viele Himmelsfotos für die Planetensuche angefertigt. Nach der Entdeckung Plutos durch einen Mitarbeiter der Sternwarte hat er jahrelang den neuen Planeten verfolgt, um dessen Bahn so genau wie möglich zu bestimmen.
Die letzte Aufnahme dafür hat er nur wenige Tage vor seinem Tod gemacht. 1951 verstarb er im Alter von fast 78 Jahren an einem Schlaganfall.
Carl Lampland hat viel gearbeitet, aber sehr wenig publiziert, wie seine Kollegen schon zu Lebzeiten beklagt haben. Zwar ist er weitestgehend in Vergessenheit geraten, aber auf Mond und Mars sind Krater nach ihm benannt – und auch ein Asteroid trägt den Namen Lampland.