Napisał książkę „Egzystencjalna transakcja”, w której wyłożył stwierdzenie, że psychologowie powinni spotykać się z pacjentami w ich naturalnym środowisku i w pełni zaangażować się w proces leczenia oraz że między lekarzem a pacjentem musi pojawić się wzajemne oddziaływanie i dopiero dzięki temu poprawa stanu chorego stanie się możliwaJohn Higgs, „Osaczyłem Amerykę. Timothy Leary”, Łódź 2015, s. 35.. W 1959 roku objął posadę wykładowcy na Uniwersytecie Harvarda. Ze stanowiska tego zwolniono go w roku 1963, oficjalnie ze względu na uchybienia w prowadzeniu zaplanowanych zajęć dydaktycznych. Sam Leary nie zgadzał się z tym zarzutem.
W swoich wczesnych pracach rozwijał on teorie Harry’ego Sullivana i Karen Horney, skupiając się na wykorzystaniu procesów interpersonalnych w diagnostyce zaburzeń osobowości. Jego zainteresowania zmieniły się w wyniku podróży do Meksyku, gdzie spróbował grzybów zawierających psylocybinę. Po powrocie w roku 1960 rozpoczął wraz z Richardem Alpertem na Harvardzie serię badań nad efektami psylocybiny u ludzi, które kontynuował aż do wydalenia z uczelni. Badania polegały na podawaniu środka halucynogennego studentom w kontrolowanym otoczeniu. Leary i Alpert również zażywali psylocybinę podczas sesji.