Tuttavia, il suo lavoro ha portato a diverse scoperte e progressi importanti nell'astronomia, tra cui:
* La scoperta di oltre 10.000 stelle. Mentre non li ha "scoperti" in senso letterale, li ha classificati e catalogati, rendendoli accessibili per ulteriori studi.
* La scoperta della prima stella nana bianca. Questa scoperta ha sfidato le teorie prevalenti sull'evoluzione stellare.
* Lo sviluppo del sistema di classificazione Harvard. Questo sistema, ancora utilizzato oggi, classifica le stelle in base ai loro tipi spettrali (O, B, A, F, G, K, M).
I contributi di Fleming sono stati cruciali per comprendere la composizione, l'evoluzione e le proprietà delle stelle. Mentre non nominava stelle specifiche, il suo lavoro ha aperto la strada a innumerevoli scoperte astronomiche future.