Выдающийся русский минералог и кристаллограф, профессор (1851), член Академии наук (1855), директор Горного института (1872—1881), директор Минералогического общества (1865) и редактор многих томов «Записок Минералогического общества». Первый в России внедрил точные кристаллографические исследования.
Первые его работы по кристаллографии описывали кристаллы разновидности ортита, магнитного железняка, брукита и хлоритов. В течение 15 лет подготовил и издал многотомный труд «Материалы для минералогии России». Кристаллографические константы, вычисленные Кокшаровым, лежат в основе морфологических характеристик многих минералов. Автор первой Геологической карты Европейской России (1840).
В 1840 и 1841 годах был помощником в экспедициях Р.И. Мурчисона и Э. де Вернейля по Европейской России и Уралу. В 1842—1845 годах был командирован русским правительством (по просьбе Мурчисона) в Париж и Берлин, для продолжения образования.
В 1846 году был назначен репетитором Института Корпуса Горных Инженеров. С 1847 года читал лекции по минералогии, геологи и физической географии, горному искусству и металлургии в Горном институте, Институте путей сообщения, Земледельческом институте и др. учеб. заведениях.
Удостоен многочисленных наград и званий. Был членом 8 иностранных академий, 19 русских учёных обществ и 11 заграничных. Минерал, названный в честь Н.И. Кокшарова носит название кокшаровит.
