Podręcznik Domeyki zdobył międzynarodową sławę i długo był cytowany w światowej literaturze przedmiotu. Zbiory zgromadzone przez niego na uniwersytecie w Santiago liczyły ponad 4000 okazów.
Zainteresowania Domeyki wykraczały poza mineralogię i geologię. Badał meteoryty zebrane podczas ekspedycji na pustynię Atakama. Przedstawił rządowi chilijskiemu elaborat o potrzebie wykorzystania przez rolnictwo chilijskie bogatych złóż saletry. Ostatnią jego publikacją było opracowanie zjawisk trzęsień ziemi, zarejestrowanych w Chile podczas jego pobytu (z jednego trzęsienia cudem się uratował). Był także rzecznikiem założenia w Chile – kraju o skrajnie zróżnicowanym klimacie – sieci obserwacji meteorologicznych.
Z biegiem lat najważniejszą i najbardziej absorbującą Domeykę dziedziną działalności stała się praca nad organizacją nauki chilijskiej. Z pierwotnie istniejącego uniwersytetu Universidad de Chile, będącego w istocie tylko organem zarządzającym słabo rozwiniętym szkolnictwem elementarnym, Domeyko stworzył nowoczesny uniwersytet na wzór Uniwersytetu Wileńskiego i uczelni niemieckich. Od 1867 przez 16 lat był nieprzerwanie jego rektorem.
Związki z rodakami; ostatnia podróż do Europy