— сформулював та розвинув концепцію про те, що системи «Земля — атмосфера — іоносфера — магнітосфера» (ЗАІМ) та «Сонце — міжпланетне середовище — магнітосфера — іоносфера — атмосфера — Земля» (СМСМІАЗ) — відкриті нелінійні системи, дослідив механізми взаємодії підсистем, визначив пороги збудження та вивчив прояви спускових механізмів у підсистемах;

— експериментально встановив і теоретично пояснив невідоме раніше явище виникнення великомасштабних (понад 1000 км) збурень у навколоземній плазмі та геомагнітному полі, викликаних впливом на іоносферу потужного нестаціонарного радіовипромінювання та пусків і польотів крупних ракет;

— запропонував та реалізував ряд радіофізичних методів дистанційного зондування навколоземної плазми;

— теоретично та експериментально дослідив головні фізичні ефекти, викликані низкою потужних джерел (сонячними бурями, геокосмічними бурями, сонячними затемненнями, падіннями великих метеороїдів, погодними фронтами, вибухами потужних вулканів, землетрусами тощо) в системах ЗАІМ і СМСМІАЗ.