На основе исследований Теплова разрабатывал основные принципы дифференциальной психофизиологии. Доказал гипотезу Теплова об обратной зависимостью между силой нервной системы и чувствительностью. Описал новые свойства нервной системы, например, динамичность. Разработал ряд электрофизиологических методов исследования динамики нервных процессов, протекающих в головном мозге. Выдвинул гипотезу об общих свойствах нервной системы, которые лежат в основе таких личностных характеристик, как активность и саморегуляция. Один из пионеров использования факторного анализа в советской психологии.