Później otrzymał tytuł kaznodziei papieskiego i zajmował się opieką nad siedzibą jezuitów w Rzymie. Był ceniony jako naukowiec i miał kilku możnych patronów, którzy przeznaczali część swoich pieniędzy na jego badania. Z dedykacji zamieszczonych w pracach Zucchiego wynika, że jego mecenasami byli między innymi Ranuccio II Farnese, książę Parmy i Piacenzy oraz arcyksiążę Leopold, późniejszy cesarz.
Zucchi interesował się przede wszystkim naukami ścisłymi, głównie astronomią, maszynami i matematyką. Interesowały go zwłaszcza tematu związane z magnetyzmem i konstrukcją barometrów oraz innych urządzeń i maszyn. Udowodnił również, że luminofory wydzielają światło, a nie je skupiają. Jego największą pasją była jednak astronomia. Już w 1616 roku skonstruował i opisał jeden z pierwszych w historii, teleskopów zwierciadlanych. Miał on jednak dość prymitywną budowę i nie zapewniał zbyt dobrego obrazu, dopiero innowacje Isaaca Newtona usprawniły to urządzenie. Mimo to Zucchi z powodzeniem wykorzystywał go do obserwowania powierzchni Marsa, co zaowocowało dokładnym jej opisem, stworzonym w 1620 roku. W 1623 roku Zucchi, jako legat papieski, brał udział w poselstwie na dwór cesarza Ferdynanda II.