Wczesna kariera Mimo trudności ze znalezieniem pracy w czasie wielkiego kryzysu została fizyczką w komitecie badań nad rakiem (Cancer Research Committee) Uniwersytetu w Sydney, gdzie zajmowała się przede wszystkim radioterapią, stosunkowo nową wówczas metodą leczenia nowotworów. Jej praca magisterska dotyczyła rozkładu długości fal promieniowania rozproszonego w ośrodku, przez który przechodzi wiązka promieni rentgenowskich lub gamma. W 1936 roku Payne-Scott prowadziła badania z Williamem H. Love'em w Cancer Research Laboratory na Uniwersytecie w Sydney. Ustalili oni, że magnetyzm Ziemi ma niewielki wpływ lub nie ma żadnego wpływu na procesy życiowe organizmów żyjących na Ziemi – hodowali zarodki kurze, nie obserwując żadnych różnic, mimo poddania ich polom magnetycznym do 5000 razy silniejszym niż ziemskie. Kilka dekad wcześniej powszechnie sądzono, że ziemskie pole magnetyczne wywiera rozległy wpływ na ludzi, i wiele osób spało wyłącznie głową na północ, ułożone wzdłuż południka magnetycznego.