在德国期间，首先发现并研究了正负电子几乎全部交换能量的弹性碰撞现象。
在法国期间，与钱三强等首先发现并研究了铀的三分裂和四分裂现象。
50年代初期，与陆祖荫、孙汉城等研制成对粒子灵敏的原子核乳胶探测器。
1957年，和陆祖萌、孙汉城、刘惠长一起制成了对电子灵敏的核乳胶。领导建立了中子物理和裂变物理实验室；完成了大量的核参数测量任务并开展了相应基础学科的研究，从而培养了一批具有基础科学研究素质的人才。
70年代后期，主要从事空间科学方面的工作，发展了科学高空气球的研制；在西藏建立了高山宇宙线观察站；充分发挥和利用中国特有的山高地广的有利条件，花少量的经费，在高能天体物理、宇宙线物理和超高能核物理等领域，取得了具有中国特色的科研成果。