En 1845, il devient professeur titulaire à l'université Frédéric-Guillaume, où il est élu recteur en 1858-1859, et de nouveau en 1871-1872. En 1849, il est également le directeur de l'Institut météorologique de Prusse.
Durant sa carrière il publie plus de 300 articles, dont certains abordant la physique expérimentale. Il a également une influence importante sur la science de la météorologie, et est considéré par certains comme un pionnier dans ce domaine ; l'intérêt premier de Dove pour la météorologie portait sur la climatologie, un domaine mis au point par Alexander von Humboldt.
En 1839, il découvre la technique des battements binauraux, par laquelle deux fréquences légèrement différentes jouées séparément à chaque oreille provoquent la perception d'un battement (au sens musical du terme), au même rythme que celui créé physiquement si elles sont jouées simultanément.
Il étudie également la répartition de la chaleur à la surface de la Terre, l'effet du climat sur la croissance des plantes, et est le premier à mesurer la force d'un courant électrique dans un fil induit par l'effondrement d'un champ magnétique.
G.W.F. Hegel: Vorlesung über Naturphilosophie Berlin 1825/26. Nachschrift von Heinrich Wilhelm Dove. Hrsg. von Karol Bal, Gilles Marmasse, Thomas Siegfried Posch, Klaus Vieweg. Felix Meiner Verlag, Hamburg 2007.
Hans Neumann: Heinrich Wilhelm Dove. Eine Naturforscher-Biographie. Liegnitz 1925.
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