Fu nominato professore presso l'Università di Montpellier, dove insegnò nella Facoltà di Scienze a partire dal 1849. Roche compì uno studio matematico sull'ipotesi di Laplace sull'origine dei sistemi planetari (ipotesi nebulare), e presentò i suoi risultati in una serie di pubblicazioni all'Accademia di Montpellier dalla sua nomina a professore fino al 1877. Le più importanti di queste riguardavano le comete (1860) e la già nominata ipotesi nebulare (1873). Egli si occupò dunque del comportamento degli atomi in presenza di forti campi gravitazionali.