Keeler comenzó a trabajar en el Observatorio Lick en 1888, donde cesó en 1891 cuando fue nombrado director del Observatorio Allegheny de la Universidad de Pittsburgh.
En el mismo año se casó y tuvo dos hijos.
En 1895, con George Hale, Keeler fundó la revista Astrophysical Journal, siendo una de las publicaciones periódicas más respetadas de la astronomía y la astrofísica.
La segunda brecha importante en el anillo, descubierta por el programa Voyager, fue nombrada división de Keeler en su honor.
Keeler descubrió dos asteroides, uno en 1899 y otro en 1900, aunque el segundo se perdió y solo se volvió a localizar unos 100 años más tarde.