В 1897 году он переехал на историческую родину отца, в Россию. С 1896 г. работал в Лаборатории анатомии и физиологии растений Петербургской АН, с 1902 г. ассистент кафедры физиологии и анатомии растений Варшавского университета. К 1901 г. М. С. Цвет подготовил свою русскую магистерскую диссертацию "Физико-химическое строение хлорофильного зерна. Экспериментальное и критическое исследование".
В Казани он сдал магистерский экзамен и в сентябре защитил диссертацию. С 1908 г. преподаватель ботаники Варшавского политехнического института. В ноябре 1910 г. М. С. Цвет защитил диссертацию на степень доктора ботаники под заглавием "Хлорофиллы в растительном и животном мире". Работа эта была удостоена Академией наук большой премии имени Ахматова. В 1914 году Политехнический институт спешно эвакуировался из Варшавы в Нижний-Новгород. М. С. Цвет при этом потерял своё имущество и ценную библиотеку. 26 июня 1919 года ученый умер.
Метод Михаила Семеновича Цвета широко применяется во многих областях науки и техники. Появилась газожидкостная, бумажная, ионообменная хроматография, хроматография в тонком слое. С помощью ионообменной хроматографии можно избавить воду от жесткости или опреснить ее. Она же помогла разделить смесь изотопов редкоземельных элементов. Радиоактивность каждой капли раствора, вытекающего из ионообменной колонны, определяется отдельно. Оказалось, что чем выше порядковый номер элемента в таблице Менделеева, тем быстрее он выходит из колонны при хроматографическом разделении.
Цвет был первым, кому удалось установить, что существуют только две модификации (видоизменения) хлорофилла: хлорофилл А и хлорофилл В. Произошло это в 1903 году. До этого в науке считалось, что в каждом растении содержится свой вид хлорофилла: березовый, лишайниковый, фиалковый и т. д. Цвет сузил поиск хлорофиллов до двух форм. И сделал он это с помощью изобретенного им самим метода. Новый метод разделения сложных веществ на компоненты был назван хроматографией. Раствор смеси веществ, которые желают разделить, пропускают через стеклянную трубку, заполненную веществом, различно адсорбирующим эти вещества. Для многих пигментов, в частности для хлорофилла, наилучшей адсорбирующей средой является свежеосаждённый и тщательно в течение двух часов при 150° С высушенный порошкообразный углекислый кальций. Так же хороша для этой цели сахароза.
Своим адсорбционным хроматографическим методом М. С. Цвет исследовал целый ряд веществ, но особенно плодотворно он работал по установлению состава хлорофилла, т. е. всей смеси пигментов, которые содержатся в зелёном листе. Исследовал он также пигменты различно окрашенных цветных водорослей. С помощью хроматографического адсорбционного метода М. С. Цвета теперь производятся: определение степени чистоты индивидуальных продуктов; очистка их от примесей; разложение сложных естественных веществ на компоненты и выделение этих компонент; установление тождественности или различия весьма родственных веществ; контроль продуктов и товаров.
Главнейшие труды М. С. Цвета: Гемоглобин и хлорофилл. В каком направлений желательно изучение последнего тела, "Известия Спб. Биологической лаборатории", 1898, т. II, вып. 3; Хлорофиллины и метахлорофиллины, "Труды Спб. общества естествоиспытателей", 1900, т. 31, вып.I; Физико-химическое строение хлорофильного зерна. Экспериментальное и критическое исследование, "Труды Казанского общества естествоиспытателей", 1901, т. 35, вып. 3 (магистерская диссертация); Хромофиллы в растительном и животном мире, Варшава, 1910 (докторская диссертация); Современное состояние химии хлорофилла, "Журнал Русского физ.-хим. общества", 1912, № 44; Хроматографический адсорбционный анализ (Избранные работы), изд. АН СССР, 1946.