Otrzymał honorowe doktoraty z prawa od trzech brytyjskich uczelni.
Ożenił się z Jane Lathrop Loring, nie miał dzieci.
Działalność naukowa Gray jest autorem wielu prac poświęconych botanice. Najbardziej popularną z nich jest Manual of the Botany of the Northern United States, from New England to Wisconsin and South to Ohio and Pennsylvania Inclusive, potocznie nazywana Gray’s Manual. Gray odkrył, że wiele gatunków japońskich roślin ma swoje wikarianty na wschodnim wybrzeżu Ameryki Północnej z wyraźną dysjunkcją zasięgu. Wraz z Torreyem przyczynił się do modyfikacji amerykańskiej taksonomii botanicznej, rezygnując z systemu Linneusza, a przyjmując podejście bliższe systemom de Candolle’a i de Jussieu. W ten sposób ich system był bliższy systemowi naturalnemu i stał się bardziej spójny z używanym wówczas w Europie, co podniosło prestiż amerykańskiej botaniki w świecie naukowym.