Er spezialisierte sich auf die Herstellung optischer Systeme und entwickelte Gerätschaften zur Untersuchung der Polarisation des reflektierten Lichts der Planeten. Auf ihn geht das Lyot-Filter zurück.
Während Beobachtungen am Observatorium auf dem Pic du Midi stellte er fest, dass die Oberfläche des Mondes Eigenschaften von vulkanischem Staub aufweist und auf dem Mars Sandstürme auftreten.
Zu seinem Gedenken wurden der MondkraterLyot, der MarskraterLyot, sowie der Asteroid(2452) Lyot nach ihm benannt. Ferner trägt das 1980 in Betrieb genommene Zwei-Meter-Spiegelteleskop auf dem Pic du Midi seinen Namen.