Après ses études, Johann Gottfried Galle prit un poste d'enseignant jusqu'en 1835 où il devint l'assistant de Johann Fritz Enckes à l'Observatoire de Berlin.
Il y travailla principalement sur l'analyse des orbites des comètes. Johann Gottfried Galle recherchait à l'époque des planétoïdes et des pluies de météorites.
En 1846, il découvrit Neptune.
A partir de 1851, Johann Gottfried Galle fut le directeur de l'Observatoire de Breslau et se consacra à définir la parallaxe du Soleil.
A partir de 1872, il commença à définir si les planétoïdes avaient une influence sur la parallaxe solaire.