Ab 1825 beobachtete er an jedem klaren Tag mit einem Teleskop die Sonne und zählte ihre Flecken. Schwabe vermutete einen Planeten innerhalb der Merkurbahn.
"Vulcan", wie dieser ominöse Körper genannt wurde, müsste sich hin und wieder als dunkler Punkt vor der Sonnenscheibe zeigen, so dachte Schwabe.
Bis 1843 hatte er den Planeten nicht entdeckt, wohl aber einen regelmäßigen Wechsel der Anzahl der Sonnenflecken. Er veröffentlichte einen Artikel, in dem er einen zehnjährigen Aktivitätszyklus der Sonne darlegte. Tatsächlich ist der Zyklus im Schnitt elf Jahre lang.
Die Arbeiten Samuel Heinrich Schwabes erregten viel Aufsehen. Alexander von Humboldt besuchte ihn im Dessauer Observatorium und erwähnte den – heute nach Schwabe benannten – Zyklus der Sonnenaktivität in seinem Werk "Kosmos".
Schwabe, der auch ein Botaniker von Rang war und die Flora Anhaltina über die Pflanzenwelt Anhalts veröffentlicht hat, starb 1875 im Alter von 85 Jahren.
Sein Erbe wird gut gepflegt: Die Europaschule "Walter Gropius" in Dessau-Roßlau hat eine Beobachtungsstation "Samuel Heinrich Schwabe". Dort gibt es ein Planetarium und eine Beobachtungskuppel mit einem beachtlichen Linsenteleskop.