Вольф сделал множество астрономических открытий, применив фотографический метод наблюдения. С 1889 систематически фотографировал звездное небо, используя широкоугольные объективы. Обнаружил новые темные облака и светлые туманности в Млечном Пути. Разработал фотографический метод поиска астероидов, открыл 228 астероидов, а всего обнаружил 577 малых планет. В 1883 открыл комету, ныне носящую его имя. Обнаружил множество переменных и новых звезд, включая Новую Орла 1927, открыл скопления галактик в созвездиях Девы и Волосы Вероники, а также одну из ближайших к нам звезд – Вольф 359. Умер Вольф в Гейдельберге 3 октября 1932.