Di setiap musim Panas, ia selalu pergi ke Swedia, melakukan penyidikan jaringan binatang di Institut Genetika di Lund. Memperoleh keahlian yang luas dalam sitogenetika, dengan menyidiki perilaku kromosom, dan gen sel yang mempengaruhi keturunan dan variasi.
Begitulah ia mendapatkan pengakuan internasional, yang mendatangkan sekeluarganya ke Amerika Serikat. Di tahun 1960, mendapatkan gelar Ph.D. dalam bidang sitogenetika dan biofisika dari Universitas Colorado.
Kontribusi utama di dalam bidang kemanusiaan adalah menghitung jumlah kromosom dengan benar, sewaktu beliau mempelajari sifat dan fungsi kromosom sebagai agen keturunan. Dimana beliau merasakan bahwa mengamati kromosom manusia di bawah mikroskop, selalu lebih sulit daripada mengamati kromosom binatang lain, dan para ilmuwan selama 30 tahunan sebelumnya juga telah berasumsi, bahwa kromosom manusia itu berjumlah 48 batang di setiap sel tubuh.
Dr. Tjio menggunakan teknik canggih untuk memisahkan kromosom jaringan ikat paru paru embryo di atas kaca, yang dengan ketrampilan fotografi yang dimiliki sejak muda, bisa memotret dengan jelas, sehingga mudah dihitungnya berkali-kali, itu jumlah kromosom manusia bukan 48, melainkan, hanya 46 batang.
Lebih lanjut, Tjio Joe Hin menemukan bahwa kromosom itu menjadikan pasangan, maka dari 46 batang itu menjadi 23 pasang pada manusia.
Lebih lebih lagi, di antara 23 pasang kromosom itu, sebetulnya terbagi dalam 22 pasang kromosom dasar yaitu autosom, dan sepasang kromosom kelamin, X dan Y, yang menentukan kelamin kita, lelaki atau wanita.
Mengakunya di kemudian hari, bahwa itu sekedar temuan kebetulan yang tidak sengaja. Beliau terus melanjutkan penyidikan tentang peranan kromosom yang menyangkut penyakit kelahiran manusia yang membingungkan dan tragis.
Dari situlah, bisa memudahkan pengertian penyakit kelainan kromosom nomor 6 yang saya ceramahkan di Mayo Clinic.
Beliau bergabung di NIH pada tahun 1959, bekerja di bagian laboratorium patologi eksperimental, yang kemudia menjadi National Institute of Arthritis and Metabolic Diseases. Karya selanjudnya berfokus pada peranan kromosom pada penyakit leukemia dan mental retardasi. Hingga pensiunan di tahun 1997.
