Палеонтология:
Стоял во главе советской школы палеонтологии позвоночных, развивая её в духе исследований В. О. Ковалевского. Основные труды посвящены учению о фациях, вопросам общей палеонтологии, изучению юрских моллюсков, палеонтологии позвоночных и особенно млекопитающих (непарнокопытных — носорогов, лошадей и др., а также хоботных).
Геология:
Развил теорию геосинклиналей, которую использовал для понимания особенностей тектонической структуры земной коры в последовательные этапы её развития. Рассматривал историю Земли как единый закономерный процесс развития физико-географических условий и органической жизни. Изучал геологическое строение Донецкого бассейна и Крыма.
В годы Великой Отечественной войны передал Сталинскую премию в Фонд обороны:
МОСКВА, КРЕМЛЬ, ВЕРХОВНОМУ ГЛАВНОКОМАНДУЮЩЕМУ ТОВАРИЩУ СТАЛИНУ
Дорогой Иосиф Виссарионович !
Присуждение мне Сталинской премии воспринято мною и коллективом работников Палеонтологического института Всесоюзной Академии наук СССР как подтверждение правильности пути советской палеонтологии и побуждает нас с ещё большей энергией развивать далее нашу работу на пользу нашей Родины и для укрепления её сил в дни отечественной войны.
Желая всеми мерами содействовать скорейшему изгнанию фашистских захватчиков из пределов нашей страны, денежную сумму премии в размере 100 000 рублей передаю в особый фонд Верховного Главнокомандования Красной Армии на строительство вооружения.
академик БОРИСЯК
Академику товарищу А. А. БОРИСЯКУ
Примите мой привет и благодарность Красной Армии, Алексей Алексеевич, за Вашу заботу о вооружённых силах Советского Союза.
И. СТАЛИН
Газета «Известия», 31 марта 1943 года