Herschel ließ sich in Bath nieder, arbeitete dort als Organist und Musiklehrer und widmete sich mehr und mehr der Himmelskunde. Da er sich den Kauf eines guten Fernrohrs nicht leisten konnte, eignete er sich selbst die Fähigkeiten zum Teleskopbau an.
Herschel stellte die größten Spiegel jener Zeit her. Er beobachtete gemeinsam mit seiner Schwester Caroline Lucretia Nebelflecken und Kometen und er entdeckte, dass sich die Partner eines Doppelsternsystems umkreisen.
Im März 1781 bemerkte er ein Objekt, das in keiner Sternkarte verzeichnet war und das nicht als Punkt im Teleskop erschien, sondern als kleine Scheibe. Herschel hatte den Planeten Uranus entdeckt – es war die erste Erweiterung unseres Planetensystems seit die ersten Menschen an den Himmel blickten.
Im Jahr 1800 experimentierte er mit einem Prisma, das das Sonnenlicht in seine Farben zerlegte. Er legte ein Thermometer in den Bereich jenseits des roten Lichts – die Temperatur stieg, obwohl dort kein Licht mehr zu sehen war.
Herschel schloss korrekt, dass es intensive Strahlung auch jenseits des roten Lichts geben musste – die Infrarotstrahlung war entdeckt.
Heute vor 200 Jahren ist der Astronom aus Hannover in England gestorben. Ihm zu Ehren hieß vor einigen Jahren der größte Infrarotsatellit der ESA Herschel.