1888年，摩爾根已具備被授予肯塔基州立學院理科碩士學位的資格，因為這個學院的研究生培養計劃十分簡單：只需在另一院校深造兩年，再經肯塔基州立學院的教師們驗收合格即可成為碩士。摩爾根先前的老師們更向前邁了一步：以全票通過授予他正教授職稱。
當時，比他先去霍普金斯大學的肯塔基州立學院的校友約瑟夫·卡斯爾已回到列剋星敦，任普通化學、有機化學、農業化學教授，而且仍留在那兒組建農業試驗站。也許，摩爾根的初衷也和卡斯爾一樣，是口到母校去工作。肯塔基州立學院對於摩爾根的答覆顯然滿有把握。以至於事先就把他的名字印在學校1888-1889學年度的計劃中：託馬斯·亨特·摩爾根，理科碩士，博物學教授。如果他回去了，他就會填補克蘭德爾留下的空缺。當時克蘭德爾由於不滿意該校的理科教學計劃憤而辭職。但這時摩爾根已另有打算，他將留在霍普金斯大學。
當時摩爾根家裡相當拮据。父親爭取一官半職的努力連連落空，他只好受僱當人壽保險公司的工作人員，但仍然沒有固定的工作。母親體質單薄，一方面是由於氣喘病，一方面也許是當時上流社會婦女的時尚，她到附近一個療養勝地療養，活到很老的年紀。妹妹內利上了州立學院的預科。弟弟查爾頓拿不準他能幹什麼工作。當時二十二歲的摩爾根是全家唯一可憑本事掙錢的人。幸而他還沒落到非這樣不可的地步。他得到了一筆優厚的獎學金。這種獎學金競爭者甚多，它為霍普金斯大學早年培養出高材生創造了條件。獎學金的標準是每年500美元，差不多等於一個青年教師的年薪，不過，由於1888年財務虧損，校理事委員會要求學生自付學費，所以算下來實際只有400元。摩爾根說，這樣一來，他還得過一年學生的窮日子，但他為能夠繼續他的研究計劃，完成他的博士論文而興高採烈。他不願花精力去州立學院搞繁重的本科生教學，去整頓那個剛具雛形就為克蘭德爾同彼得的爭執而弄得一團糟的生物系。他是作為一名博物學家到霍普金斯大學去的（而且，有時使很多更為專門化的科學家驚訝的是，博物學在摩爾根整個一生中一直是重點），但他到霍普金斯後發現了實驗生物學。當他在那封致肯塔基州立學院帕特森院長的有禮貌的謝絕信中提到自己的工作時，摩爾根說得不大具體。在他心目中，這項「工作」內容龐雜，時間緊迫，容不得半點猶豫。他說：「我面前工作成堆，現在停下來就意味著永遠也別想前進，這樣，不但是我本人，而且連你也會遺憾的。」
在巴爾的摩寫這封信後不久，他搭火輪去波士頓，從那裡改乘火車折向東南，行程約70英裡，到了麻薩諸塞州的伍茲霍爾。伍茲霍爾是海濱一個偏僻的小村莊，曾是個捕鯨中心，現在是海洋生物實驗室所在地。這個實驗室是一年前成立的，目的在於繼續推進在阿尼科姆的教學和研究計劃，也就是摩爾根在1886年曾專過的那個阿尼科姆。格爾夫斯特裡姆暖流和來自緬因灣和拉布位多的寒流交匯於伍茲霍爾，因而把形形色色的海洋生物帶到這裡，同時，全美各地的大專院校的各類生物學家也不約而同地匯集到這個地方。
海洋生物實驗室同先前由阿加西斯等美國生物學家建立的海洋試驗站一樣，與德國動物學家安東·多恩1872年建立的那不勒斯動物試驗站一脈相承。只要是參觀過那不勒斯試驗站的美國生物學家，全都希望在美國也建立起同樣的試驗站——在大洋岸邊選一塊地，附近有方便的各種海洋生物資源，具有不同興趣愛好的生物學家可以聚在一起輕鬆愉快地工作。伍茲霍爾這個小小的實驗中心必須經過許多年的努力才可能做到基本這樣。建站頭四年，只有一個實驗室，是在78英尺寬、120英尺長的一塊地上的簡易木建築物裡。過了整整十四年的時間才籌集到足夠的資金在海岸邊買下了土地。這些年裡，海洋生物實驗室一直借用美國漁業局1885年在伍茲霍爾的土地以及他們的部分實驗室、設備和人員。海洋生物實驗室也利用了一些當地已經破產的捕鯨企業留下的空房。不過，從一開始，霍普金斯的布魯克斯就協助組建這個實驗室，大學本身也支持這個實驗室，並為它招募人員，也就是讓一部分師生參加這方面的工作。
幾個海洋生物試驗站的建立對於美國生物學研究的發展和生物學教學方向的轉變很可能是個至關重要的因素。那時，描述生物學仍然是主流，主要是研究生物機體的構造。肯塔基州立學院的博物學教學很具代表性。對於很多科學家來說，生物學好比是一個完整的博物館，把死的標本加以收集和分類。但海濱建立的這些實驗室，如伍茲霍爾那一類，代表著另一種研究方法，它們研究的是活的生物機體的各種功能。在芝加哥大學生物學家查爾斯·O.惠特曼教授的指導下，海洋生物實驗室的學生們逐漸認識了生活在自然界中的生物，然後趁這些生物還活著時把它們帯回實驗室，在人工控制的條件下加以研究，而研究的方法漸漸側重於生理學的和實驗的方法。
不過，最初幾年內，重點仍然擺在形態學研究上。但即使是形態學，也與過去有所不同，人們的注意集中於完整的生物體。所以，實驗室裡來了新人，人們不會問他是搞哪門專業，而是問他搞哪種動物。摩爾根搞的是海蜘蛛。把摩爾根帶到伍茲霍爾來的是布魯克斯，他現在指導摩爾根的博士論文，建議摩爾根搞海蜘蛛類動物蜘蛛蟹的系統分類學，換句話說，也就是要確定蜘蛛蟹在林奈物種分類系統中的準確位置。林奈本人曾首先提出這個問題，而安東·多恩提供的標準答案是，蜘蛛蟹不是蜘蛛，而是像龍蝦那樣的甲殼綱動物。摩爾根別出心裁，研究了蜘蛛蟹的胚胎發育，證明把它們分入蜘蛛綱是正確的。1890年，摩爾根在伍茲霍爾最初舉行的每周一次的學術講座上宣講了他的研究報告。布魯克斯對摩爾根就這一課題寫的博士論文推崇備至，由《霍普金斯大學生物實驗室研究報告》雜誌發表，從而為完成他的博士生學業提供了必要條件。全文長76頁，附有8幅插圖。據說這篇長文幾乎使這份雜誌破產。
為了促進交往，方便群眾，研究生們在一個私人家裡辦起了公共食堂，粗茶淡飯倒也便宜、可口。夥食費一星期只花5美元，年年如此，到第一次世界大戰時才漲到每星期7美元。一位當地人負責做飯，但招待員通常由學生充當。年青的摩爾根也輪流參加了夥食的安排和管理。他一生中大約只有這段時間千過這類工作。
伍茲霍爾也提供傳統的娛樂，遊泳是主要的運動項目。既然湯姆喜歡遊泳和鍛鍊，那麼，已經撤銷了的原太平洋鳥糞肥料公司（伍茲霍爾的另一倒閉行業）廢碼頭前的跳水活動必定有他參加。從碼頭高處跳入水中足足有18英尺高。這個碼頭很僻靜，遊泳可以不穿衣褲。
漁業委員會和海洋生物實驗室組織棒球比賽，過後又搞網球錦標賽。年輕人湊在一起總免不了胡鬧。他們把紙袋裝滿水一對一地打水仗，或是把活的龍蝦往人身上扔。隨著更多學生來到伍茲霍爾，這塊寶地被人叫做「天堂分部」。據說開始有青年男女在那兒結下良緣。過後人們又給它取了個名字，叫做「實用優生學研究所」。摩爾根的一個孩子相信伍茲霍爾對他們的父母的確起過這種作用。有一次，摩爾根正在實驗室裡專心致志搞實驗，埃德蒙·B.威爾遜強行把他拉了出來，把在布林莫爾學院教的一位高材生莉蓮.沃恩.桑普森介紹給他。她是個喜歡搞胚胎學的女人，從那時起，也對託馬斯·亨特·摩爾根產生了興趣。189n年春，摩爾根取得了霍普金斯大學授予的博士學位，並獲得布魯斯科研獎學金。這是種新設的獎學金，在霍普金斯的學生間競爭得很厲害。拿到這筆獎學金後，他就有了條件出外旅行。在傑梅卡和巴哈馬群島水域進行了更多的考察，而且到歐洲呆了好長時間，實現了參觀那不勒斯動物試驗站的美夢。
他在伍茲霍爾度過了1891年的夏天。8月底乘火車赴波士頓，繼而到約翰斯·霍普金斯大學最後一次取他的信件，又搭上別人的便車回到列剋星敦，當時他祖母亨利埃塔·亨特·摩爾根即將離開人世，她對湯姆的成就感到很驕做，所以把百老匯街住宅的一部分以及她保存的唯一張約翰·亨特·摩爾根的遺照給了他。至於她自己的邸宅，湯姆出生的霍普蒙特，在她1891年9月7日死後不久就賣掉了。
那年9月下旬，摩爾根年滿二十五歲。他蓄了鬍子，使他看上去要老相一些，但顯得更有氣派。秋季開學時，摩爾根從巴爾的摩的霍普金斯大學趕到它離費城不遠的姊妹學校布林莫爾學院，去接替埃德蒙·威爾遜的工作，身份是生物學副教授。威爾遜則動身去歐洲參觀那不勒斯動物試驗站，在歐洲呆了兩年，準備扮演新的角色，然後去哥倫比亞大學工作。