Вспоминая о своей студенческой поре, Иван Фёдорович, в 1903 году учившийся на третьем курсе химического отделения Киевского политехнического института, пишет о первом выпуске альма-матер, состоявшемся в феврале того года — новых инженеров-механиков, химиков-технологов, агрономов; тогда на торжественной защите дипломников присутствовал возглавлявший экзаменационную комиссию Дмитрий Иванович Менделеев :
Труды И. Ф. Пономарёва, посвященные изучению производства цемента, стекла, кирпича, фарфора и огнеупоров, широко известны в России и за рубежом. Ученый постоянно изучал проблемы, связанные с развитием цементной промышленности.
Занимаясь научно-педагогической деятельностью, И. Ф. Пономарёв принимал участие в проектировании, строительстве и пуске в эксплуатацию первых советских заводов строительных материалов, способствуя расширению и совершенствованию производства обычных и декоративных цементов.
И. Ф. Пономарёв принимал участие в работе Международных конгрессов по химии цемента.
Предложенный им метод принудительной кристаллизации стекол («Журнал РФХО» 1917) нашел широкое применение. В 1929 г. им сделан перевод монографии «Кремнезем и силикаты» А. Л. Ле Шателье — настольной книги силикатчиков. Участникам VII конгресса по химии цемента (Париж 1980 г.) И. Ф. Пономарёв направил приветствие, в котором рассказал о своей переписке с Анри Ле Шателье по вопросам твердения цемента.
Заметное место в научном наследии И. Ф. Пономарёва занимают работы, посвящённые изучению стекла, а в числе других его исследований по этой теме есть и труды, посвящённые технологии декоративных видов материала — цветному стеклу.
В становлении кафедры технологии силикатов Томского политехнического института, основу которой заложили профессор Александр Эдуардович Сабек (1864—1909), возглавлявший кафедру с 1902 по 1909 год, и профессор Владимир Филиппович Юферев (1877—1937), ведущая роль принадлежит профессору Ивану Федоровичу Пономарёву. В августе 1918 года, вернувшись из научной командировки в Геттингенский университет, Иван Фёдорович был направлен в Томск, с которым его жизнь была связана вплоть до 1939 года, его деятельность, прежде всего, посвящена развитию в Сибири изучения силикатов и силикатной промышленности. В период с 1918 по 1930 год И. Ф. Пономарев заведовал в Томском политехническом институте кафедрой минеральных веществ, а с 1921 по 1926 являлся одновременно и деканом химического факультета. После продолжительной командировки (октябрь 1926-май 1927) на силикатные заводы Западной Европы и ознакомления с технологией более чем ста предприятий силикатной промышленности Германии, Дании, Англии, Бельгии, Чехословакии и Италии И. Ф. Пономарёв развивает плодотворную деятельность по организации силикатных производств и научных учреждений, занятых химией и технологией силикатов. Он читает лекции в Ленинградском технологическом институте. В 1933 году в ТПИ он приступает к чтению курса «Технологии силикатов» (2—4 часа ежедневно) — лишь на 10 лет позже, чем это начали практиковать в Германии.
Развитие традиций, заложенных И. Ф. Пономарёвым, продолжил его ученик профессор Пётр Григорьевич Усов (1905—1977), который заведовал кафедрой в период с 1943 по 1977 годы, когда окончательно были сформированы направления научных исследований кафедры, в основу которых было положено изучение особенностей, структуры и минерального составов новых перспективных месторождений силикатного сырья Сибирского региона и разработка технологий переработки природного и техногенного сырья для керамики, стекла и вяжущих материалов. Вместе с профессором П. Г. Усовым работали доценты А. В. Петров, Н. С. Дубовская, Н. Ф. Воронова, Э. А. Губер. По результатам исследований различных видов силикатного сырья Сибири сотрудники кафедры опубликовали ряд монографий. Стали докторами наук ученики П. Г. Усова В. А. Лотов, Н. А. Колпакова, В. М. Погребенков, П. М. Плетнев, Г. М. Азаров, В. Г. Безбородов.
Как уже было отмечено, Иван Фёдорович Пономарёв много сделал для развития науки о силикатах. Он постоянно пропагандировал идеи расширения фундаментальных исследований, регулярно поддерживал связь с учреждениями, ответственными за исследования в этой области. Он был одним из инициаторов создания в конце 1940-х Института химии силикатов в Ленинграде. Вот слова из исторического очерка: «Вопрос об организации в системе Академии наук СССР Института химии силикатов неоднократно ставился рядом ведущих специалистов в стране: акад. И. В. Гребенщиковым, акад. АН УССР П. П. Будниковым, проф. И. Ф. Пономарёвым и др.» . А с конца 1960-х Иван Фёдорович состоял в переписке с директором Института химии силикатов им. И. В. Гребенщикова, признанным специалистом в этом разделе физиической химии, в термодинамической теории и теории стёкол академиком М. М. Шульцем, с которым к тому времени был уже хорошо знаком. У исследователей, помимо «силикатной» темы, было достаточно много точек соприкосновения научных интересов: теория стёкол, растворы и др. В своих письмах Иван Фёдорович поддерживает мысль о более чётком разделении функций научно-исследовательских учреждений этого направления, которые, не являясь дублирующими по отношению к существующим отраслевым — были бы способны выполнять согласующую роль между теоретическими исследованиями и производством. Он пишет (4.VIII.1975 — в своих 93 года!) в одном из своих последних писем М. М. Шульцу: «Пришла пора приступить к решению вопроса об организации Института силикатной промышленности. Два института: ИХС и ИСП, дополняющие друг друга, создадут комплекс науки и техники для изучения силикатов и внедрения достижений в практику». Эта их общая мысль, завет И. Ф. Пономарёва, пусть не буквально, но была воплощена М. М. Шульцем, который в 1980-е годы добился расширения возможностей и универсальности вверенного его руководству института — было построено новое здание .
Свою научно-педагогическую работу сочетал с общественной деятельностью. Профессор И. Ф. Пономарев был активным деятелем ВХО, организатором химических обществ во всех учреждениях, с которыми была связана его научная жизнь (ещё в 1908 году — в Киевском ФХО, в 1918 — организовал в Томске химический кружок, преобразовавшийся впоследствии в Сибирское отд. РФХО, в 1939 — организовал Новочеркасское отд. ВХО, бессменным руководителем которого был, — создавал правления в Новосибирске, Кемерове, Орджоникидзе, Махач-Кале). Иван Фёдорович был почётным членом ВХО им. Д. И. Менделеева. В 1981 году ему присвоено звание Почётного химика страны.
Много внимания И. Ф. Пономарёв уделял подготовке специалистов для промышленности строительных материалов, являлся научным руководителем аспирантов. Среди его учеников три академика, 10 докторов и более 100 кандидатов наук.
И. Ф. Пономарев имеет около 300 печатных работ, является автором многих научных статей, опубликованных в разных журналах. Автор 20 авторских свидетельств на изобретения.