Известный специалист в области физики атмосферы, атмосферного электричества, генерации и распространения волн в ионосферной и магнитосферной плазме, автор около 200 научных работ, из них — двух монографий.

С сотрудниками выполнил основополагающие работы по теории глобальной атмосферной электрической цепи, обнаружению и исследованию аэроэлектрических структур, электродинамике тумана, турбулентному электрическому динамо, инициации разрядов в средней атмосфере. Им разработана теория генерации электрического поля в проводящей среде применительно к актуальным задачам физики атмосферы и грозового электричества. 

В его работах получила существенное развитие теория квазистационарных резонансных полей источников в магнитоактивной плазме. Проведённые им исследования имеют целый ряд практических приложений для изучения и диагностики атмосферы и ионосферы, геофизической турбулентности, электромагнитного окружения.

Под его руководством в Институте прикладной физики РАН создана лаборатория геофизической электродинамики, где экспериментально и теоретически исследуется широкий круг задач физики атмосферы, в том числе проблемы климатологии молнии, грозопеленгации и грозозащиты, проводится лабораторное моделирование атмосферных процессов. 

Является координатором междисциплинарной программы фундаментальных исследований Отделения физических наук РАН «Электродинамика атмосферы, радиофизические методы исследований атмосферных процессов», выполняющейся в тесном сотрудничестве с Отделением наук о Земле РАН и Росгидрометом.

Ведёт преподавательскую работу в качестве профессора Нижегородского государственного университета и Нижегородского государственного педагогического университета. 

Является членом редколлегии журнала «Известия РАН: Физика атмосферы и океана», членом специализированного докторского совета ИПФ РАН, заместителем председателя регионального экспертного совета РФФИ по Нижегородской области, членом программных комитетов ряда международных конференций, ежегодных всероссийских школ-конференций по физике атмосферы для молодых ученых, проводимых совместно ИПФ РАН, ИФА РАН и ИФЗ РАН.

Научные публикации

• Мареев Е.А. Достижения и перспективы исследований глобальной электрической цепи // УФН. 2010. Т. 180, № 5. С. 527-534.
• Мареев Е.А., Яшунин С. А. Об условиях инициации высотных электрических разрядов в средней атмосфере // Известия РАН Физика атмосферы и океана. 2010. Т. 46, № 1. С. 78–84.
• Mareev E.A., Anisimov S.V. Lifetime of the thunderstorm electric energy in the global atmospheric circuit and thunderstorm energy characteristics // Atmospheric Research. 2009. V. 91. P. 161–164.
• Смышляев С.П., Мареев Е.А., Галин В.Я. Моделирование влияния грозовой активности на газовый состав атмосферы // Изв.РАН Физика атмосферы и океана. 2010. Т. 46, № 4. С. 487–504.
• Mareev E.A. Formation of Charge Layers in the Planetary Atmospheres // Space Science Reviews. 2008. Vol. 137, N 1-4.
• Mareev E.A., S.A. Yashunin, S.S. Davydenko, T.C. Marshall, M.Stolzenburg, and C.R. Maggio. On the role of transient currents in the global electric circuit // Geophys. Res. Lett. 2008. 35, L15810.
• Mareev E.A. Atmospheric electrical processes of different scales and their implications in the climate system (invited) // Proc. 3d Int. Conf. "Frontiers of Nonlinear Physics”, N.Novgorod – St-Petersbourg, Jul 2010. P. 232-233.
• Asano T., T.Suzuki, Y.Hiraki, E.Mareev, M.G.Cho, and M.Hayakawa. Computer simulations on sprite initiation for realistic lightning models with higher-frequency surges // J. Geophys. Res. 2009. V.114, A02310, doi:10.1029/2008JA013651.
• Evtushenko A.A., E.A. Mareev, On the generation of charge layers in MCS stratiform regions, Atmospheric Research. 2009. V.91. P. 272–280.
Анисимов С.В., Е.А. Мареев. Геофизические исследования глобальной электрической цепи // Физика Земли. 2008. № 10. С. 8-18.