Sostenitore di una visione unitaria della scienza, si sforzò sempre di trovare il nesso tra i fenomeni solari e quelli meteorologici e geomagnetici, attraverso un’intensa attività di monitoraggio e di raccolta dati, che venivano poi incrociati e confrontati: Secchi, infatti, preferì sempre un approccio sperimentale, dando priorità ai fenomeni osservati, piuttosto che alle teorie e ai calcoli – un atteggiamento, questo, che gli venne spesso contestato. Questa suo modo di condurre ricerche scientifiche d’avanguardia e i suoi contributi alla divulgazione della scienza ne fanno uno scienziato estremamente moderno
Oltre a già citati diversi contributi nel campo della meteorologia (realizzazione del primo Servizio governativo moderno di allerta meteo della storia, trasmissione telegrafica dei dati, servizio previsioni ed invenzione del meteorografo) e della geodesia (misura della base geodetica sulla Via Appia, costruzione di una torretta in cima a monte Mario per la triangolazione geodetica dello Stato Pontificio e per il progetto di misura del grado del meridiano centrale europeo ), va ricordata anche, nel campo della limnologia, l’introduzione del disco di Secchi, uno strumento per la misura del grado di trasparenza delle acque, tuttora in uso.