Dựa trên những quan sát thu được, Percival Lowell đã khẳng định giả thiết rằng trên Sao Hỏa tồn tại các kênh đào và có một nền văn minh phát triển. Douglass đã cho rằng cách lựa chọn các dữ liệu quan sát để phân tích của Lowell là không hợp lý, và do đó có thể dẫn đến các kết luận sai. Vì mâu thuẫn trên mà Douglass đã thôi làm việc tại đài thiên văn Lowell từ năm 1901.

Từ năm 1894, khi bắt đầu làm việc tại đài thiên văn Lowell, Douglass đã quan tâm đến sự ảnh hưởng của hoạt động Mặt Trời đối với khí hậu trên Trái Đất thông qua việc nghiên cứu sự dày mỏng khác nhau của các vòng tuổi trong thân cây. Dựa trên nhận xét rằng các vòng tuổi sẽ mỏng hơn trong những năm khô hạn, ông tìm ra được sự liên quan giữa khí hậu trên Trái Đất với tần suất xuất hiện của các vết đen trên Mặt Trời (mà tần suất xuất hiện các vết đen tỷ lệ với sự hoạt động của Mặt Trời). Ông là người tìm ra cách xác định tuổi của cây dựa trên số lượng các vòng tuổi.

Sau khi rời khỏi đài thiên văn Lowell, Douglass tham gia công tác giảng dạy tại một số trường đại học bang Arizona. Ông đã vận động và tìm nguồn tài trợ cho việc xây dựng đài thiên văn của trường đại học bang Arizona. Năm 1923, đài thiên văn hoàn thành (đài thiên văn Steward) và được trang bịmột kính thiên văn 36 inch. Chiếc kính thiên văn này sau được chuyển đến đài thiên văn Kitty Peak vì nơi đó có những điều kiện quan sát tốt hơn. Douglass đảm nhiệm cương vị giám đốc đài thiên văn Steward cho đến năm 1937, sau đó ông tập trung vào nghiên cứu và hoàn thiện phương pháp xác định tuổi của cây dựa trên các vòng tuổi.