Najveći dio karijere proveo je kao samostalni naučnik, van velikih naučnih institucija.

Lavlokov doprinos nauci o životnoj sredini uključuje visoko osjetljiv detektor elektrona za mjerenje štetnih hlorofluorougljenika u atmosferi i zagađivača u vodi, zemlji i vazduhu.

Njegova ekološka teorija posmatra Zemlju kao složen, samoregulišući sistem koji je stvorio uslove za život na planeti i koji ih održava. Smatrao je da su ljudski postupci taj sistem izbacile iz ravnoteže.

Uprkos tome što su je isprva mnogi naučnici odbacili, njegova teorija Geja dobila je na značaju kako je vremenom rasla zabrinutost zbog ljudskog uticaja na životnu sredinu.

Lavlok je bio pesimista u pogledu ljudskih napora za očuvanje planete. Smatrao je da će klimatske promjene uništiti većinu života na Zemlji do kraja ovog vijeka, i da je čovječanstvo zakasnilo da to spriječi.