En il participe au programme Talpiot de service militaire aménagé au profit des meilleurs étudiants, avant d'obtenir un doctorat en physique des plasmas à l'Université hébraïque de Jérusalem. Entre à , Loeb est membre à long terme de l'IAS, où il commença de travailler en astrophysique théorique. En , il rejoint Harvard, où devient professeur d'astronomie titulaire.
ʻOumuamua
En , Loeb propose, à défaut de trouver des explications naturelles à ʻOumuamua (ne correspondant pas à une comète notamment), l'explication d’un vaisseau extraterrestre utilisant une technique de voiles solaires . Sa théorie est toutefois contestée par la plupart de ses collègues .
Galileo
En Loeb fonde le projet Galileo.
avec Loeb dans les sièges des observateurs du grand télescope
réfracteur à l'Observatoire de la faculté de Harvard, le
.
Le , Loeb propose l’hypothèse que la destruction massive de vie terrestre à la fin du Permien (il y a 252 millions d’années) pourrait être due à un réchauffement climatique causé par une ancienne civilisation terrestre, dont les reliquats seraient les ovnis .
Le il participe à la conférence de l'UAPDF, riant lorsque le
député républicain Eric Burlison demande à Eric Davis
à quel
points les extraterrestres dont il a entendu parler sont grands . Il reviendra là-dessus en indiquant qu'il a besoin de
preuves à interpréter et ne peut pas juste se baser sur la parole de Davis .