Przez okres trzech lat pracował w Córdobie w Argentynie jako meteorolog, później był asystentem Nathaniela Shalera – amerykańskiego paleontologa i geologa; od 1879 był wykładowcą geologii na Harvardzie. W tym samym roku ożenił się z Ellen B. Warner.
Zajmował się badaniem procesów erozyjnych – wpływu działalności rzek na ukształtowanie powierzchni Ziemi. Jego teorie obecnie uważane są za zbyt uproszczone, jednak wniósł duży wkład w rozwój geomorfologii. Uważał, że bieg rzeki dzieli się na trzy odcinki: górny, środkowy i dolny – z każdym z nich wiążą się charakterystyczne formy ukształtowania powierzchni. Twórca teorii cykli geograficznych.
Był założycielem Stowarzyszenia Geografów Amerykańskich (ang. Association of American Geographers w 1904, angażował się w działalność Narodowego Towarzystwa Geograficznego (ang. National Geographic Society), pisząc liczne artykuły dla ich magazynu („National Geographic”). Wykładał gościnnie w wielu uniwersytetach w całych Stanach Zjednoczonych i w Europie.
W 1911 odbył 9 tygodniową podróż po Włoszech i Walii, w której uczestniczył polski geograf Ludomir Sawicki. Emerytowany z uczelni w 1912. Po śmierci żony, ożenił się po raz drugi (1914) i trzeci (1928). Zmarł w Pasadenie w Kalifornii, krótko po swoich 84 urodzinach.
