Основные результаты, полученные Хьюишем, связаны со сделанным им в 1964 открытием мерцаний дискретных радиоисточником малых угловых размеров. Ученый установил зависимость характеристик мерцаний от угловых размеров радиоисточника и параметров неоднородностей межпланетной плазмы. Создание аппаратуры, позволявшей регистрировать быстрые изменения радиопотока, позволило ему оценивать размеры радиоисточников и изучать характеристики солнечного ветра. Метод Хьюиша в последующие годы с успехом использовался другими астрономами для изучения Солнечной короны наблюдением ее «в свете радиоизлучения» различных источников.

С помощью радиотелескопа, предназначенного для подобных измерений, были открыты особые пульсирующие радиоисточники со стабильными характеристиками импульсного излучения. Внимание Хьюиша на эти объекты обратила его аспирантка Дж.Белл, а первое сообщение о них появилось в печати 9 февраля 1968. Вскоре Хьюиш доказал внеземное происхождение этого радиоизлучения и высказал предположение, что излучающие объекты являются нейтронными звездами. Оценил расстояние до них (по величине дисперсии излучения для разных длин волн в межзвездной среде), Хьюиш показал, что источники находятся в пределах Галактики.

Научные заслуги Хьюиша отмечены многочисленными наградами. Он удостоен премии Гамильтона Кембриджского университета, награжден медалью Эдддингтона Лондонского королевского астрономического общества и др.