
Pensando em explorar terras na América, foi enviado por Sir Walter Raleigh como conselheiro científico (1585-1586) em uma expedição a Roanoke Island, na costa americana de Carolina do Norte.
Das observações desta viagem publicou A Briefe and True Report of the New Found Land of Virginia (1588), reimpresso várias vezes e tornou-se o principal cientista no círculo de Raleigh e passou a recebeu uma pensão do Duque de Northumberland. Suas publicações foram prejudicadas por problemas políticos na Inglaterra, no reinado de Elizabeth I.
Sua principal obra matemática veio a ser publicada postumamente: Ars analyticae praxis (1631), demonstrando que as equações podiam ter raízes negativas e imaginárias Também construiu telescópios, o primeiro foi feito na mesma época que o de Galileu, e estudava os cometas.
Descobriu as manchas solares e os satélites de Júpiter independentemente de Galileu porém não publicou suas descobertas. Descobriu a lei da refração (curvatura da luz) antes do notável matemático holandês Willebrod van Roijen Snell ou o eminente matemático e filósofo francês René Descartes, mas deixou de publicar sua descoberta. Morreu em Londres e sobre sua viagem a América do Norte (1585) como mensurador, publicou True report of the New-found land of Virgínia (1586). Também com seus alunos fez o estudo da topografia lunar, mas seu mapa da lua só foi publicado muito depois de sua morte (1965) como também sua descrição da topografia lunar (1788).