Ses recherches portent sur la planétologie comparée, en mettant l'accent sur l'évolution du climat sur les planètes semblables à la Terre et les implications pour l'habitabilité. Il a également étudié, écrit et donné des conférences sur l'influence humaine sur Terre, vue dans une perspective cosmique.
Lonely Planets: The Natural Philosophy of Alien Life, qui a remporté le prix littéraire PEN 2004 pour la non-fiction[7],
Earth in Human Hands, qui a été nommé l'un des "Meilleurs livres scientifiques de 2016" de NPR Science Friday, et
Chasing New Horizons: Inside the Epic First Mission to Pluto, co-écrit avec Alan Stern. Il est professeur adjoint de sciences astrophysiques et planétaires à l' Université du Colorado[8] .