Основные работы А. А. Маловичко связаны с сейсмической разведкой неоднородных сред, решением проблем кинематической интерпретации отраженных волн, исследованием тонкой структуры природной и техногенной сейсмичности, сейсмическим мониторингом геодинамически неустойчивых зон.