В 1921—1928 — в Харьковском ботаническом саду.
В 1926—1929 — в Харьковском институте охраны природы.
С 1929 — в Харьковском сельскохозяйственном институте (профессор с 1931 г.).
С 1934 — в Ботаническом институте Академии наук СССР.
С 1935 — профессор ЛГУ.
В 1955 году подписал «письмо трёхсот».
Лауреат премии им. В. Л. Комарова (1963).
В 1963—1973 президент Всесоюзного ботанического общества.
Научные интересы: типология растительности, зональное и провинциальное районирование степей и пустынь Евразии и Северной Африки.
Основываясь на толковании «биосферы» у Э. Зюсса, ввёл дополнительные понятия «фитогеосфера» и «биострома». Фитогеосфера — геосфера (мощность на суше не превышает 100 м) основного средоточия жизни в биосфере. Биострома — совокупность живого вещества биосферы (как и «плёнка жизни» В. И. Вернадского, «геомериды» В. Н. Беклемишева).
Известен также как коллекционер живописи. В 1987 году после его смерти в Омский музей изобразительных искусств им. Врубеля было передано 12 акварельных работ японского художника XIX века Бёдзан Хирасава.