I en alder af 33 år og efter en uddannelse som søofficer, udnævnes den på daværende tidspunkt værende kaptainløjtnant og generaladjudant Poul de Løwenørn i 1784 til direktør for det nyoprettede søkortarkiv. Et arkiv som han selv, med inspiration fra det i 1720 oprettede franske arkiv Dépôt des cartes de marine, var ophavsmand og forslagsstiller til.
Søkortarkivets opgaver var udarbejdelse af søkort, baseret på systematiske søopmålinger. Det praktiske arbejde med søopmåling organiserede han og tog selv aktiv del i. De mange pålidelige søkort, der var resultatet af disse arbejder, betød en stor forbedring for sejladsen i de danske farvande.
Udover udarbejdelse af søkort, kom fyrtårne og andre former for afmærkninger til søs, herunder deres konstruktion og placering, også til at indgå som en del af hans arbejdssområde.
Den systematiske tilgang til opgaverne og hans store arbejdsindsats betød en modernisering af det danske fyrvæsen.
I 1807 fremlagde han sin afhandling ”Fyhres Anlæg og Indretning, i Særdeleshed med Hensyn til Lampe- og Blink Fyhre” for Videnskabernes Selskab. Med afhandlingen fulgte en udførlig beskrivelse med tegninger, af det første danske blinkfyr opført på
Christiansø og tændt første gang 1. oktober 1805.
Poul de Løwenørn forblev i stillingen som direktør for søkortarkivet lige til sin død som 74 årig i 1926.
Følgende liste giver et lille indtryk af Løwenørns karriere og mange beskæftigelser.
| 1765 | Kadet. |
| 1770 | Sekondløjtnant. |
| 1776 | Premierløjtnant. |
| 1778-81 | I fransk tjeneste under krigen med England. |
| 1781 | Kaptajnløjtnant. |
| 1782-83 | På ekspedition med orlogsskibet PRØVEN, der nåede helt til Turkøerne (Turks- og Caicosøerne) i det vestlige Atlanterhav. |
| 1783 | Generaladjudant. |
| 1784 | Direktør for Søkortarkivet ved dettes oprettelse og bliver i denne stilling grundlægger af det moderne danske Fyr- og Vagervæsen. |
| 1784 | Medlem af Videnskabernes Selskab, og desuden medlem af l’Institut de France og andre udenlandske videnskabelige selskaber. |
| 1786 | Leder af en videnskabelig ekspedition til Grønlands østkyst. |
| 1788 | Ansat på den russiske flåde under krigen med Sverige. |
| 1789 | Kaptajn. |
| 1791-92 | Sendes som ambassadør til kejseren af Marokko og afsluttede der en handelstraktat. |
| 1796 | Overlods for Sjælland. |
| 1797 | Kommandørkaptajn. |
| 1800 | Medlem af kommissionen angående et fyr på Trindelen. |
| 1802 | Medlem af kommissionen angående navigationsvæsenet |
| 1804 | Kommandør. |
| 1812 | Kontreadmiral. |