Er bekam eine Anstellung an einer Sternwarte in London, wo er sich viel mit Asteroiden und Kometen beschäftigte. Nach einigen weiteren Stationen in England wechselte Pogson 1861 als Astronom der Regierung ins indische Madras.
Kaum an der dortigen Sternwarte angekommen, entdeckte er einen weiteren Asteroiden, den er Asia nannte. In Madras beobachtete er drei Jahrzehnte lang veränderliche Sterne und Asteroiden und erstellte einen präzisen Sternkatalog.
Kaum ein Astronom heute weiß, dass eine der wichtigsten Einheiten der Himmelskunde auf Norman Pogson zurückgeht. Er hat die Magnituden, die Helligkeitsangabe für Sterne, mathematisch klar definiert.
Der griechische Astronom Hipparch hatte vor zwei Jahrtausenden ein System eingeführt, nach dem die hellsten Sterne erste Größe, lateinisch Magnitude, haben, die schwächsten mit bloßem Auge sichtbaren dagegen sechste.
Norman Pogson legte nun fest, dass ein Stern, der fünf Magnituden heller ist als ein anderer, hundertmal heller leuchtet. So ist Sirius fast hundertmal heller als der schwächste Stern im Großen Wagen. Zwischen zwei Magnitudenstufen liegt ein Faktor von zwei Komma fünf eins zwei.
1891 ist Norman Pogson im Alter von 62 Jahren in Indien gestorben. Die mathematisch klar definierten Magnituden erinnern an ihn bis heute.