Кандидатскую диссертацию «Сингармонизм и фонология слова» (1966) защитил под руководством А. А. Реформатского. Докторская диссертация на тему «Категориальная типология и языковой тип» (1993, в форме научного доклада по опубликованным работам). Работал в Институте языкознания РАН, сначала в секторе структурной и прикладной лингвистики под руководством А. А. Реформатского, после его вынужденного ухода на пенсию — в секторе африканских языков; заведующий сектором африканских языков, директор Института языкознания РАН (с 2001).
Ранние работы в основном по фонологии и фонетической типологии, в дальнейшем занимался типологическими исследованиями на материале африканских языков (бамилеке, сонгай, сусу, бантоидные языки и др.). В монографии «Социолингвистическая типология: Западная Африка» (1984, в соавторстве с А. И. Коваль и В. Я. Порхомовским) намечены контуры типологии языковых ситуаций на материале стран Западной Африки; это одна из немногих работ по социолингвистике советского периода, свободная от политической конъюнктуры. Принимал активное участие в подготовке продолжающихся серий «Основы африканского языкознания» и «Языки мира»; является одним из руководителей и авторов «Лингвистического энциклопедического словаря» (Государственная премия Российской Федерации в области науки и техники 1995 г.).
В 2010 году был издан юбилейный сборник статей к 70-летию В. А. Виноградова.