ആദ്യകാലങ്ങളിൽ നക്ഷത്രങ്ങളെക്കുറിച്ചു പഠിച്ച കുയ്പർ പിന്നീട് സൗരയുഥത്തിന്റെ പഠനത്തിലേക്ക് ശ്രദ്ധതിരിച്ചു. ഈ രംഗത്ത് ശ്രദ്ധേയമായ നേട്ടങ്ങൾ കൈവരിക്കുകയും ചെയ്തു. 1944ൽ ശനിയുടെ ഉപഗ്രഹമായ ടൈറ്റനിൽ മീഥേൻ അന്തരീക്ഷമുള്ളതായി അദ്ദേഹം കണ്ടെത്തി. 1948-ൽ ചൊവ്വയുടെ അന്തരീക്ഷത്തിൽ ധാരാളം കാർബൺ ഡയോക്സൈഡ് ഉണ്ടാകുമെന്നു പ്രവചിച്ചു. അതു പിന്നീട് ശരിയായി. 1950ൽ പ്ലൂട്ടോയുടെ വ്യാസം കണക്കാക്കി. 1956ൽ ചൊവ്വയുടെ ധ്രുവത്തൊപ്പിയിൽ ഐസ് ആണെന്നു കണ്ടെത്തി. 1964ൽ ചന്ദ്രന്റെ ഉപരിതലം ഏതുതരത്തിലുള്ളതായിരിക്കുമെന്നു പ്രവചിച്ചു.
1969ൽ നീൽ ആംസ്ട്രോങ് ചന്ദ്രനിൽ ഇറങ്ങി നടന്നുനോക്കിയപ്പോൾ പ്രവചനം ശരിയാണെന്നു തെളിഞ്ഞു. 1949ൽ സൗരയൂഥത്തിന്റെ രൂപീകരണത്തെ സംബന്ധിച്ച പ്രശസ്തമായ സിദ്ധാന്തം കുയ്പർ അവതരിപ്പിച്ചു. സൂര്യനു ചുറ്റുമുള്ള വാതകങ്ങൾ ഘനീഭവിച്ചാണ് ഗ്രഹങ്ങൾ ഉണ്ടാകുന്നതെന്നായിരുന്നു കുയ്പ്റുടെ സിദ്ധാന്തം. സൗരയൂഥത്തിൽ – നെപ്റ്റണിന്റെ ഭ്രമണപഥത്തിനുമപ്പുറം ഏതാണ്ട് 450 മുതൽ 750 വരെകോടി കിലോമീറ്റർ ദൂരെ ഒരു ബെൽറ്റു – രൂപത്തിൽ ദശലക്ഷക്കണക്കിനു ധൂമകേതുപദാർഥങ്ങൾ നിലനിൽക്കുന്നുണ്ടാകണമെന്നു അദ്ദേഹം പ്രവചിച്ചു. കുറഞ്ഞ ഭ്രമണകാലമുള്ള ധുമകേതുക്കളുടെ തുടക്കം ഇവിടെനിന്നായിരിക്കണമെന്നും കുയ്പർ പ്രവചിച്ചു. പിന്നീട് ഈ പ്രവചനം 1990കളിൽ തെളിയിക്കപ്പെട്ടതോടെ അതിന് കൂയ് പർ ബെൽറ്റ് എന്ന പേരും – നൽകി. ഇത് അദ്ദേഹത്തിന് മരണാനന്തര ബഹുമതിയായി. ചന്ദ്രനിലെയും, ബുധനിലയും ചൊവ്വയിലെയും ചില കിടങ്ങുകളും ഇദ്ദേഹത്തിന്റെ പേരിൽ നാമകരണം ചെയ്യപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്.