В 1896 Цвет защитил докторскую диссертацию на тему клеточной физиологии. В этой работе впервые Цветом раскрыт вопрос о строение хлорофильного зерна – единственного носителя хлорофилла, который окрашивает растения в зеленый цвет. После переезда в Россию, Михаил Цвет был принят в Петербургскую биологическую лабораторию в должности научного работника.
В этот период Михаил Семенович отличился достаточно бурной научной деятельностью и выпустил ряд научных работ, в основном, по изучению хлорофилла, тем самым привлек к себе внимание выдающихся ботаников. Профессиональный круг знакомых Михаила Цвета теперь состоял из крупнейших имён, таких как И. Бородин, М. Воронин, Д. Ивановский.
Личным свойством характера Михаила Цвета была исключительная коммуникабельность. Он легко сходился с интересными и нужными ему людьми, отлично держался на публики, а защиту собственной диссертации преподнес так артистично, что действо это было больше похоже на дружеский праздник, хотя и сама научная работа по существу была совершенно блестящей.
Почти все работы Михаила Семеновича Цвета относятся к изучению хлорофилла. И в этом он был фактически первопроходцем. Ему приходилось корректировать предыдущую терминологию, расшифровывать элементарный состав хлорофилла, досконально разбираться в сложном разнообразии пигментов, а также выделять их в чистом виде.
Свой собственный метод исследования хлорофилла Цвет назвал хроматографическим. И метод этот оказался применимым и к неокрашенным веществам. Михаил Семенович высказался определенно на этот счет:
«Всё цветное естественно привлекает наше внимание, и естественна же склонность наша усматривать в определённой окраске веществ особенную преднамеренную целесообразность. Отсюда и возникают порою лжепроблемы. Ведь нет основания приписывать какому-либо веществу особые физиологические или онкологические свойства только потому, что вещество это для глаза человеческого является окрашенным.
С точки зрения объективной все вещества «окрашены»: белок, сахар и вода так же, как антоциан или хлорофилл; только главные поглощения лучистой энергии падают на другие спектральные участки. Целесообразна ли эта, всегда имеющаяся окраска, т. е. необходима или вообще полезна ли она для поддержания жизни данного существа - это должно быть установлено эмпирическим путём для каждого отдельного случая. Сама по себе субъективная окраска не имеет ровно никакого значения».
В 1902 году Михаил Семенович переехал в Варшаву. В местном политехническом институте он был избран профессором ботаники и микробиологии. Там же защитил диссертацию на научную степень доктора ботаники. В общей сложности к 1914 году Михаилом Цветом было опубликовано более 62 работ. С началом мировой войны Политехнический институт эвакуировали из Варшавы в Нижний Новгород. В этих переездах Михаил Семенович утратил свою ценную библиотеку и своё имущество. Невзгоды существенно подорвали здоровье Михаила Семеновича. Обстоятельства не позволили ему наладить работу на новом месте.
26 июня 1919 года Михаил Цвет скончался.