1841 wechselte Kaspar Schweizer an die Sternwarte Pulkowo bei Sankt Petersburg und arbeitete unter einem anderen großen Astronomen jener Zeit: Georg Wilhelm Struve.
Nach einigen Jahren dort ging er nach Moskau, wurde Professor für Mathematik und Astronomie und 1856 schließlich Direktor des Universitätsobservatoriums.
Wissenschaftlich wirkte Schweizer eher in der zweiten Reihe. Er hat elf Kometen entdeckt, vier davon als erster. Er machte vor allem mit geodätischen Arbeiten auf sich aufmerksam. So hat er das lokale Schwerefeld in der Umgebung Moskaus gründlich untersucht.
Zudem hat Kaspar Gottfried Schweizer so oft wie möglich die Sonne und ihre Flecken beobachtet. 1851 leitete er eine Expedition in die Gegend von Kiew, um eine totale Sonnenfinsternis zu beobachten. Doch schlechtes Wetter machte den Astronomen einen Strich durch die Rechnung.
In seiner Arbeit "Über das Sternschwanken" hat er experimentell eine Beobachtung Alexander von Humboldts widerlegt. Der hatte ein halbes Jahrhundert zuvor auf Teneriffa ein Hin- und Herspringen von tief am Himmel stehenden Sternen bemerkt – doch dies war eine optische Täuschung.
1873 ist Kaspar Gottfried Schweizer im Alter von 57 Jahren in Moskau verstorben.