Выдающийся советский геолог, крупнейший исследователь стратиграфии, палеонтологии, палеогеографии палеозоя и полезных ископаемых Урала, Средней Азии и Русской платформы. Редактор первой Геологической карты СССР м-ба 1:5 000 000. Все последующие обзорные геологические карты созданы под его редакцией.
Внес большой вклад в изучение стратиграфии и фауны палеозоя СССР (в первую очередь девона). Участвовал в изучении и передачи в эксплуатацию месторождений бокситов. Разработал учение о фациях, выявил общие закономерности развития природных явлений, в том числе учение о криволинейной симметрии, изучал воздействие ветра на геологические процессы.
Крупный организатор науки. Инициатор создания и первый председатель МСК. Почетный член научных зарубежных обществ. Академик, Заслуженный деятель науки и техники РСФСР, Лауреат Ленинской и Государственной премий, Герой Социалистического труда. Его имя увековечено на географических картах и в названиях многих форм ископаемых животных и растений.