Научная деятельность в области молекулярной генетики микроорганизмов и растений, генной инженерии и геномики, радиационной и эволюционной биологии, фотобиотехнологии. Приоритетные работы по генетике цианобактерий и грибов, по геномике растений, по проблемам мутагенеза, рекомбинации и репарации ДНК, регуляции генного действия, по генетике фотосинтеза, азотфиксации и устойчивости к стрессовым факторам. Получено 8 авторских свидетельств и патентов в области биотехнологии.
Удостоен Государственной премии СССР (1988), премии им. М.В.Ломоносова (МГУ, 1995), Золотой медали им. Н.И.Вавилова РАН (1997), медали П.Эрлиха (ФРГ, 2006), звания «Заслуженный деятель науки РФ», (1995), почетный профессор Универси-тета Уэллса, Великобритания (2000), заслуженный профессор МГУ (2002).
Педагогическая деятельность: чтение курсов лекций по общей генетике и молекулярной генетике в МГУ, в 1992-98 гг. – преподавание в качестве приглашенного профессора в университетах США и Германии. Подготовлено более 40 кандидатов наук.