Mentre lavorava all'Osservatorio del Harvard College nei primi anni del 1900, Leavitt ha studiato migliaia di stelle variabili nelle nuvole magellaniche. Notò che i cefeidi più luminosi avevano periodi di variazione più lunghi, una scoperta cruciale che consentiva agli astronomi di usare i cefeidi come "candele standard" per misurare le distanze nell'universo.