Lockyer 1857-ben a hadügyminisztérium hivatalnoka lett, de csillagászati érdeklődése pályamódosításra késztette. 1866-ban kezdte meg a napfoltok spektroszkópiai megfigyelését, 1868-ban fedezte fel, hogy a kitörések a Nap körüli rétegben mennek végbe. Ezt a réteget kromoszférának nevezte el. Lockyer a héliumot 27 évvel az előtt azonosította a Nap színképében, hogy azt a Földön megtalálták.
Lockyer 1870 és 1905 között nyolc expedíciót
vezetett a napfogyatkozások megfigyelésére. Sidmouthban
magánobszervatóriumot épített, a csillagfejlődés
elméletén dolgozott. Termékeny szerző volt,
1869-ben megalapította a Nature
c. tudományos periodikát, majd egészen a halálát
megelőző néhány hónapig szerkesztette
a lapot. 1897-ben kapott lovagi rangot.