如果真如摩尔根所说，他来霍普金斯大学读研究生是因为另外无事可干，那么，到了霍普金斯以后他可就找到了可干的事情啦。他第一年的生物学成绩是全班之冠。他如饥似渴地学习，埋头研究生物学，两年之后成了地地道道的行家。他在切萨皮克动物学实验室及其各分部从事过研究，又参加了巴哈马群岛的科学考察。他第一篇论文刊登在马丁编辑的小型专业杂志上。摩尔根这篇四页长的文章报告了用壳多糖溶剂溶解掉蟑螂卵周围的角质的条件。其它还有几篇文章正在整理：一篇记载蛙的繁殖习性和胚胎发育；一篇描述柱头虫幼虫的生长与变态；还有一篇描述眼斑圆趾蟹的舞蹈。这些文章以及另外几篇很快就出现在《美国博物学家》、《大众科学月刊》（后来该杂志的科学性远远超过了普及性）和《形态学杂志》上。他的这些研究大多是描述性的，但反映出摩尔根在形态学和生理学方面的深厚功底以及他严密的科学方法。这使得他有能力从事影响他以后大半生的实验。
在霍普金斯大学学习了两年，到1888年，摩尔根已具备被授予肯塔基州立学院理科硕士学位的资格，因为这个学院的研究生培养计划十分简单：只需在另一院校深造两年，再经肯塔基州立学院的教师们验收合格即可成为硕士。摩尔根先前的老师们更向前迈了一步：以全票通过授予他正教授职称。
当时，比他先去霍普金斯大学的肯塔基州立学院的校友约瑟夫·卡斯尔已回到列克星敦，任普通化学、有机化学、农业化学教授，而且仍留在那儿组建农业试验站。也许，摩尔根的初衷也和卡斯尔一样，是口到母校去工作。肯塔基州立学院对于摩尔根的答复显然满有把握。以至于事先就把他的名字印在学校1888…1889学年度的计划中：托马斯·亨特·摩尔根，理科硕士，博物学教授。如果他回去了，他就会填补克兰德尔留下的空缺。当时克兰德尔由于不满意该校的理科教学计划愤而辞职。但这时摩尔根已另有打算，他将留在霍普金斯大学。
当时摩尔根家里相当拮据。父亲争取一官半职的努力连连落空，他只好受雇当人寿保险公司的工作人员，但仍然没有固定的工作。母亲体质单薄，一方面是由于气喘病，一方面也许是当时上流社会妇女的时尚，她到附近一个疗养胜地疗养，活到很老的年纪。妹妹内利上了州立学院的预科。弟弟查尔顿拿不准他能干什么工作。当时二十二岁的摩尔根是全家唯一可凭本事挣钱的人。幸而他还没落到非这样不可的地步。他得到了一笔优厚的奖学金。这种奖学金竞争者甚多，它为霍普金斯大学早年培养出高材生创造了条件。奖学金的标准是每年500美元，差不多等于一个青年教师的年薪，不过，由于1888年财务亏损，校理事委员会要求学生自付学费，所以算下来实际只有400元。摩尔根说，这样一来，他还得过一年学生的穷日子，但他为能够继续他的研究计划，完成他的博士论文而兴高采烈。他不愿花精力去州立学院搞繁重的本科生教学，去整顿那个刚具雏形就为克兰德尔同彼得的争执而弄得一团糟的生物系。他是作为一名博物学家到霍普金斯大学去的（而且，有时使很多更为专门化的科学家惊讶的是，博物学在摩尔根整个一生中一直是重点），但他到霍普金斯后发现了实验生物学。当他在那封致肯塔基州立学院帕特森院长的有礼貌的谢绝信中提到自己的工作时，摩尔根说得不大具体。在他心目中，这项“工作”内容庞杂，时间紧迫，容不得半点犹豫。他说：“我面前工作成堆，现在停下来就意味着永远也别想前进，这样，不但是我本人，而且连你也会遗憾的。”
在巴尔的摩写这封信后不久，他搭火轮去波士顿，从那里改乘火车折向东南，行程约70英里，到了马萨诸塞州的伍兹霍尔。伍兹霍尔是海滨一个偏僻的小村庄，曾是个捕鲸中心，现在是海洋生物实验室所在地。这个实验室是一年前成立的，目的在于继续推进在阿尼科姆的教学和研究计划，也就是摩尔根在1886年曾专过的那个阿尼科姆。格尔夫斯特里姆暖流和来自缅因湾和拉布位多的寒流交汇于伍兹霍尔，因而把形形色色的海洋生物带到这里，同时，全美各地的大专院校的各类生物学家也不约而同地汇集到这个地方。
海洋生物实验室同先前由阿加西斯等美国生物学家建立的海洋试验站一样，与德国动物学家安东·多恩1872年建立的那不勒斯动物试验站一脉相承。只要是参观过那不勒斯试验站的美国生物学家，全都希望在美国也建立起同样的试验站——在大洋岸边选一块地，附近有方便的各种海洋生物资源，具有不同兴趣爱好的生物学家可以聚在一起轻松愉快地工作。伍兹霍尔这个小小的实验中心必须经过许多年的努力才可能做到基本这样。建站头四年，只有一个实验室，是在78英尺宽、120英尺长的一块地上的简易木建筑物里。过了整整十四年的时间才筹集到足够的资金在海岸边买下了土地。这些年里，海洋生物实验室一直借用美国渔业局1885年在伍兹霍尔的土地以及他们的部分实验室、设备和人员。海洋生物实验室也利用了一些当地已经破产的捕鲸企业留下的空房。不过，从一开始，霍普金斯的布鲁克斯就协助组建这个实验室，大学本身也支持这个实验室，并为它招募人员，也就是让一部分师生参加这方面的工作。
几个海洋生物试验站的建立对于美国生物学研究的发展和生物学教学方向的转变很可能是个至关重要的因素。那时，描述生物学仍然是主流，主要是研究生物机体的构造。肯塔基州立学院的博物学教学很具代表性。对于很多科学家来说，生物学好比是一个完整的博物馆，把死的标本加以收集和分类。但海滨建立的这些实验室，如伍兹霍尔那一类，代表着另一种研究方法，它们研究的是活的生物机体的各种功能。在芝加哥大学生物学家查尔斯·O·惠特曼教授的指导下，海洋生物实验室的学生们逐渐认识了生活在自然界中的生物，然后趁这些生物还活着时把它们帯回实验室，在人工控制的条件下加以研究，而研究的方法渐渐侧重于生理学的和实验的方法。
不过，最初几年内，重点仍然摆在形态学研究上。但即使是形态学，也与过去有所不同，人们的注意集中于完整的生物体。所以，实验室里来了新人，人们不会问他是搞哪门专业，而是问他搞哪种动物。摩尔根搞的是海蜘蛛。把摩尔根带到伍兹霍尔来的是布鲁克斯，他现在指导摩尔根的博士论文，建议摩尔根搞海蜘蛛类动物蜘蛛蟹的系统分类学，换句话说，也就是要确定蜘蛛蟹在林奈物种分类系统中的准确位置。林奈本人曾首先提出这个问题，而安东·多恩提供的标准答案是，蜘蛛蟹不是蜘蛛，而是像龙虾那样的甲壳纲动物。摩尔根别出心裁，研究了蜘蛛蟹的胚胎发育，证明把它们分入蜘蛛纲是正确的。1890年，摩尔根在伍兹霍尔最初举行的每周一次的学术讲座上宣讲了他的研究报告。布鲁克斯对摩尔根就这一课题写的博士论文推崇备至，由《霍普金斯大学生物实验室研究报告》杂志发表，从而为完成他的博士生学业提供了必要条件。全文长76页，附有8幅插图。据说这篇长文几乎使这份杂志破产。
为了促进交往，方便群众，研究生们在一个私人家里办起了公共食堂，粗茶淡饭倒也便宜、可口。伙食费一星期只花5美元，年年如此，到第一次世界大战时才涨到每星期7美元。一位当地人负责做饭，但招待员通常由学生充当。年青的摩尔根也轮流参加了伙食的安排和管理。他一生中大约只有这段时间千过这类工作。
伍兹霍尔也提供传统的娱乐，游泳是主要的运动项目。既然汤姆喜欢游泳和锻炼，那么，已经撤销了的原太平洋鸟粪肥料公司（伍兹霍尔的另一倒闭行业）废码头前的跳水活动必定有他参加。从码头高处跳入水中足足有18英尺高。这个码头很僻静，游泳可以不穿衣裤。
渔业委员会和海洋生物实验室组织棒球比赛，过后又搞网球锦标赛。年轻人凑在一起总免不了胡闹。他们把纸袋装满水一对一地打水仗，或是把活的龙虾往人身上扔。随着更多学生来到伍兹霍尔，这块宝地被人叫做“天堂分部”。据说开始有青年男女在那儿结下良缘。过后人们又给它取了个名字，叫做“实用优生学研究所”。摩尔根的一个孩子相信伍兹霍尔对他们的父母的确起过这种作用。有一次，摩尔根正在实验室里专心致志搞实验，埃德蒙·B·威尔逊强行把他拉了出来，把在布林莫尔学院教的一位高材生莉莲·沃恩·桑普森介绍给他。她是个喜欢搞胚胎学的女人，从那时起，也对托马斯·亨特·摩尔根产生了兴趣。189n年春，摩尔根取得了霍普金斯大学授予的博士学位，并获得布鲁斯科研奖学金。这是种新设的奖学金，在霍普金斯的学生间竞争得很厉害。拿到这笔奖学金后，他就有了条件出外旅行。在杰梅卡和巴哈马群岛水域进行了更多的考察，而且到欧洲呆了好长时间，实现了参观那不勒斯动物试验站的美梦。
他在伍兹霍尔度过了1891年的夏天。8月底乘火车赴波士顿，继而到约翰斯·霍普金斯大学最后一次取他的信件，又搭上别人的便车回到列克星敦，当时他祖母亨利埃塔·亨特·摩尔根即将离开人世，她对汤姆的成就感到很骄做，所以把百老汇街住宅的一部分以及她保存的唯一张约翰·亨特·摩尔根的遗照给了他。至于她自己的邸宅，汤姆出生的霍普蒙特，在她1891年9月7日死后不久就卖掉了。
那年9月下旬，摩尔根年满二十五岁。他蓄了胡子，使他看上去要老相一些，但显得更有气派。秋季开学时，摩尔根从巴尔的摩的霍普金斯大学赶�