和催化的理论与实验研究，含氮化合物的燃烧与爆炸的实验研究，燃烧理论。爆炸过程中氧化氮的生成机制，称为泽尔多为奇机制。后研究兴趣转移到爆炸力学和流体力学。1939年起，开始从事铀裂变的研究，提出链式反应理论。1943年开始参与苏联核武器研发，提出了氢弹的泽尔多维奇-萨哈罗夫构型。并开始对纯粹的核物理和粒子物理发生研究兴趣，并取得了不少成果，预言了pi介子的贝塔衰变，预言了mu子催化。自1956年，开始研究天体物理和宇宙学。第一个提出类星体来自于黑洞吸积盘、恒星磁场起源方面提出“拉伸-扭转-折叠”机