Hans främsta insats var när han 1951 introducerade den smutsiga snöbollsmodellen för kometkärnor. När solen hettar upp ena sidan av kometen, sprids värmen till den underliggande snön, som omvandlas direkt till gas (sublimerar). Detta ger upphov till en reaktionskraft längs kometbanan, som antingen ökar eller minskar kärnans hastighet beroende på dess rotationsriktning.
Han gjorde även beräkningsmodeller för satellitbanor och konstruerade en skyddssköld för satelliter, den så kallade Whipple shield.
Han upptäckte 6 kometer, bland annat den periodiska kometen 36P/Whipple och asteroiden 1252 Celestia.