长期从事物理化学和无机化学的教学和研究，涉及量子化学、化学键理论、配位化学、萃取化学、核燃料化学和稀土科学等领域，基于对稀土化学键、配位化学和物质结构等基本规律的深刻认识，发现了稀土溶剂萃取体系具有“恒定混合萃取比”基本规律，在20世纪70年代建立了具有普适性的串级萃取理论，这一理论打破了西方国家的技术垄断，彻底改写了我国的稀土行业。
中国铁路之父——詹天佑中国近代邮政之父——沈葆桢中国近代造船之父——魏瀚中国近代航空之父——冯如中国近代海防之父——林则徐中国近代外语之父——严复中国近代音乐之父——萧友梅中国现代文学之父——鲁迅中国现代戏剧之父——曹禺中国现代书法之父——于右任中国现代美术之父——林风眠中国现代
他自学成才，致力于西方科学的引进和传播，是中国第一艘蒸汽轮船“黄鹤号”的设计者和研制者，也是中国第一所培养科学技术人才的学校“格致书院”的创办者之一。一生翻译了13种书籍，约300万字，其中《化学鉴原》影响最大。
作为中国航天事业的奠基人，钱学森主持完成了“喷气和火箭技术的建立”规划，参与了近程导弹、中近程导弹和中国第一颗人造地球卫星的研制，直接领导了用中近程导弹运载原子弹“两弹结合”试验，对中国火箭、导弹和航天事业的发展作出了不可磨灭的巨大贡献。
早期对蜓科化石及地层分层有细致研究，得出第四纪冰川存在的理论，并且还提出了地质学的边缘学科，“地质力学”和构造“体系概念”，还提出中国有石油这个认识，为中国石油工作的发展作出了巨大贡献，所以也被称为“中国石油之光”。
