Construiu umobservatório privado no número 90 de Tulse Hill, ao sul deLondres, onde levou a cabo um extenso trabalho de observação daslinhas de absorção e deemissão espectrais de vários corpos celestes. Foi o primeiro a distinguir entrenebulosas egaláxias, mostrando como algumas (comoOrion) têm espectros característicos dosgases, enquanto que outras, comoAndrómeda tem espectros característicos dasestrelas. Foi também o primeiro a tentar medir a velocidade radial das estrelas.
Casou-se comMargaret Lindsay Huggins, uma astrónoma que apoiou o trabalho fotográfico de Huggins e o ajudou a sistematizar as suas investigações.
Spectrum analysis in its application to the heavenly bodies. Manchester, 1870
(com Lady Margaret Lindsay Huggins):An atlas of representative stellar spectra from [lambda] 4870 to [lambda] 3300, together with a discussion of the evolution order of the stars, and the interpretation of their spectra; preceded by a short history of the observatory. Londres, 1899
(Publicacões do Observatório Sir William Huggins; v. 1)
The Royal Society, or, Science in the state and in the schools. Londres, 1906.
The scientific papers of Sir William Huggins; editado por Sir William y Lady Huggins. Londres, 1909 (Publicações do Observatório; v. 2)