Trong 30 năm, Thompson đã khám phá thành phố cổ. Những khám phá của ông bao gồm những khắc khắc có ngày sớm nhất trên một vòm trong Đền của Dòng ban đầu và khai quật một số ngôi mộ trong Osario (Đền của Linh mục cao). Thompson nổi tiếng nhất với việc đào Cenote Sagrado (Sacred Cenote) từ năm 1904 đến 1910, nơi ông đã phục hồi các hiện vật bằng vàng, đồng và ngọc bích chạm khắc, cũng như những ví dụ đầu tiên về những gì được cho là Maya tiền Columbian và vải gỗ. Thompson đã vận chuyển phần lớn các hiện vật đến Bảo tàng Peabody tại Đại học Harvard.
Chichen Itza