On odišiel z laboratória v roku 1996 a stal sa kolegami z Peterhouse College, University of Cambridge, a vykonáva výskum na štruktúre DNA väzobných proteínov, ktoré regulujú gén výraz. Bol prezidentom Kráľovskej spoločnosti z rokov 1995-2000.
najvýraznejší príspevok Klug bol vyvíja techniku zvanú crystallographic elektrónová mikroskopia, ktorý používal elektróny skôr než svetelné vlny na výrobu zväčšenej snímky. Sám X-ray kryštalografie nebolo adekvátne pre určenie biologickej štruktúry všetkých molekúl. Inou technikou bolo použitie elektrónového mikroskopu, ktorý bol schopný obrovských zväčšenie. Avšak výsledné obrazy boli dvojrozmerný, teda dávať skutočne presnú reprezentáciu štruktúry molekulový.
Cieľom Klug bolo nejakým spôsobom kombinovať tieto dva postupy, aby sa dospelo k presné trojrozmerné reprezentácie. On vyvodzoval, že by to mohlo byť možné podrobiť mikrofotografie, fotografické dosky, na ktorých elektrónový mikroskop potlačou jeho dvojrozmerné obrázky látky, röntgenové kryštalografie sami. Tým, že zachytí pohľady na danú látku z mnohých rôznych uhlov a potom aplikovať röntgenovú difrakciu na každý z Mikrograf, presná štruktúra by mohla byť zostavený.
Dosiahnutie úspechu v tomto cieli bol dlhý a zložitý proces, ktorý zahŕňa najdômyselnejší matematická analýza, ale nakoniec Klug bola schopná zdokonaliť techniku teraz známy ako kryštalografickej elektrónovej mikroskopie. Prostredníctvom tohto postupu štruktúry a fungovania radu proteínov, vírusov, chromozómov a iných biologických materiálov sa stali prístupné, prielom, ktorý viedol nielen k významným novým objavom na poli, ale na celé nové oblasti vedeckého skúmania rovnako. Klug je 1982 Nobelova cena uznal dosiahnutie tohto cieľa a tiež jeho objav štruktúry mnohých biologicky významných jadra kyselina-proteínových komplexov. On bol pasovaný na rytiera v roku 1988. 
[1] [2]