החל משנות החמישים בנה אפרת על בסיס חקר גאוגרפי שיטתי את תורת הגאוגרפיה החדשה של מדינת ישראל כתורה מודרנית וסדורה, תוך מעקב וחקר מתמשך אחר הפיתוח, ההתיישבות, הבינוי והשינויים הדמוגרפיים שהתרחשו בארץ, בהוסיפו בהדרגה נדבכים נושאיים ולימודיים, שהניבו ב-30 ספריו, ובעשרות רבות של מאמריו שפורסמו בארץ ובעולם, את תורת הידע הגאוגרפי של ארץ ישראל המהווה כיום הבסיס ללימודי ארץ ישראל במוסדות המחקר והחינוך בארץ. התחומים בידע ארץ ישראל שבהם עסק הם רבים והחלו בכתיבת ספר יסוד על הגאוגרפיה של ארץ ישראל, שפורסם בראשית שנות השישים בעברית (עם א' אורני) ובתרגום לאנגלית, צרפתית וגרמנית, ובהמשך - בכתיבת ספרים על ירושלים וסביבותיה, ההתפתחות העירונית בארץ, ההתיישבות הכפרית לצורותיה, תולדות ההתיישבות ואתריה, יהודה ושומרון ומחקרים בנושאים כלכליים, חברתיים, פוליטיים והיסטוריים של ארץ-ישראל.
גאוגרפיה רגיונאלית.
אפרת חקר את הגאוגרפיה הרגיונאלית של ארץ ישראל בשנת 1965 שבאה לידי ביטוי בעבודתו המקיפה על פרוזדור ירושלים כחבל ארץ יישובי בעייתי וחדש, שבו התווה לראשונה את הגישה הגאוגרפית-רגיונאלית-יישומית בתכנון חבלי פיתוח בישראל תחת הכותרת: "ירושלים והפרוזדור -גאוגרפיה של עיר והר". עם התגבשות ההתיישבות היהודית במרחביה החדשים של ישראל בשנות השבעים חקר את צורות ההתיישבות העירוניות, תכנונן ואכלוסן על רקע העליות לארץ, ונתן להן ביטוי בספריו על יסודות הגאוגרפיה העירונית (1979) ועל הערים והעיור בישראל (1976), שהיוו פריצת דרך בחקר ובהבנת תהליכי העיור בארץ ישראל. הוא תיאר וניתח בהם את התפתחות הערים בארץ, הישראליות והערביות כאחת, מתוך גישה גאוגרפית, כלכלית, חברתית ותכנונית. בשלב מאוחר יותר הוסיף חִקֶר בתחום זה וגיבש את נושא הגאוגרפיה העירונית בספרו: "גאוגרפיה עירונית - יסודות" (1994), שעניינו התפתחות הערים והעיור בעולם מאז ראשית הציוויליזציה עד ימינו. בספר זה דן בעשרות נושאים המתארים והמנתחים את התופעות העירוניות הפיזיות, הכלכליות והחברתיות בעולם מתעייר ואת חיי האוכלוסייה בערים השונות על צורותיהן. בספרו "גאוגרפיה כפרית של ישראל" (1994) תיאר וניתח את הגאוגרפיה היישובית-כפרית כפי שהתפתחה במאות שנות התיישבות יהודית בארץ ישראל, ובו עסק, בין היתר, במפה היישובית החדשה שנוצרה בישראל, בצורות ההתיישבות הכפריות החדשות שנוצרו, בתפרוסת האוכלוסייה הכפרית ובפעילות הכפרית והחקלאית שליוותה את היישוב במדינת ישראל על רקע מדיניות ממלכתית, תנאים פוליטיים משתנים ותכנון פיסי.
עיירות הפיתוח, אי שוויון, עלייה והשטחים.
צמיחתן של עיירות הפיתוח, הישגיהן ומעמדן הארצי והאזורי הביאו את אפרת לחקר של תופעת הערים החדשות, נושא שמצא את ביטויו בשניים מספריו שיצאו לאור בעברית ובאנגלית. אפרת רואה את עיירות הפיתוח כתופעה הגאוגרפית והיישובית הבולטת והמשמעותית ביותר שנוצרה במדינת ישראל מאז הקמתה. בספריו: "עיירות הפיתוח בישראל - עבר או עתיד?" (1987) וכן The New Towns of Israel 1948-1988 - a Reappraisal" (1989) ניתנת סקירה על רעיון ייסודן, בנייתן ומידת הצלחתן של העיירות, בפרספקטיבה של עשרות שנות קיומן, אכלוסן, כלכלתן מיקומן, תדמיתן בעיני הציבור ומעמדן כיום. בשנות ה-70 וה-80 חקר אפרת את השפעתה של המדיניות הממשלתית על הגאוגרפיה היישובית בארץ, שהניבו שני ספרים אקטואליים על הגאוגרפיה הפוליטית בישראל. בספריו "גאוגרפיה ופוליטיקה בישראל" (1984) ו-"Geography and Politics in Israel since 1967" מ-1988 עסק אפרת באירועים בעלי המשמעות הגאוגרפית ביהודה ושומרון, ברצועת עזה לשעבר, ברמת הגולן, במאבק היהודי-ערבי בגליל, בהתיישבות הספָר ובנושאים אחרים שהטביעו את חותמם על עיצוב המפה הפוליטית-יישובית החדשה של ישראל. נוסף על אלה יצר תמונה של נושאים גאוגרפיים אקטואליים ועכשוויים של ארץ ישראל בממדי זמן ומקום תוך פיתוח יֶדע גאוגרפי עכשווי בצד מתודולוגיה מחקרית חדשנית, שמצאה את ביטויה בראשונה בספרו "ישראל - גאוגרפיה בתזמננו - עם היבטים לקראת המאה ה-21" (1993).
במחקרים גאוגרפיים אחרים בידע ארץ ישראל גם עסק בגאוגרפיה של רווחה, פער ואי-שוויון (1983) בעולם ובישראל, בתהליכים הפוליטיים והכלכליים המביאים לפער, לעוני, לקיפוח ולתת-פיתוח במדינות ובאזורים, בדגמים יישוביים קיימים ומוצעים, בהתיישבות ההיסטורית בארץ. בראשית שנות ה-90 חקר את תופעת והשפעתה על הגאוגרפיה היישובית בארץ ישראל. בשנת 1996 גיבש חלק מתוצאות מחקריו בידע ארץ ישראל בספר כולל תחת הכותרת: "ארץ ישראל - גאוגרפיה פיזית, יישובית ואזורית', ואילו בשנת 2004 העלה את תרומתו המקצועית הספרותית בספר מסות גאוגרפיות כז'אנר חדש של בדיסציפלינה הגאוגרפית של ארץ ישראל תחת הכותרת: "אדם וסביבה בישראל", שעניינו האדם וזיקתו אל הסביבה בישראל, שבה קיים ניצול-יתר ובלתי סביר של משאביה הטבעיים תוך הפרת האיזון האקולוגי בין בינוי למגורים, תחבורה, תעשייה, ביטחון ועוד, ובין קרקע חקלאית, חופי ים, מקורות מים, חי, צומח וערכי טבע.
מאז שנת 2000 ערך אפרת מחקר גאוגרפי הממפה היבטים שונים של הכיבוש הישראלי ביהודה ושומרון ובחבל עזה לשעבר. בספרו "גאוגרפיה של כיבוש" (2002) חולל פריצת דרך בתחום הדיסציפלינה הגאוגרפית בהעלאתו לראשונה את יחסי הגומלין בין אדם לסביבה בתנאים של כיבוש טריטוריאלי. בספרו זה הוא דן במכלול נושאים אקטואליים כתכנון פיסי, התנחלויות, הפקעת קרקעות, מקורות מים, העיר ירושלים, דמוגרפיה, כבישים, מדינה פלסטינית עתידה, טרור, מיגון ועוד, נושאים המבוססים על מחקר רב-שנתי שביצע ומעקב מתמיד אחר האירועים בשטחים. הרחבה מתודולוגית ותמאטית בנושא נתן בספרו "The West Bank and Gaza Strip a Geography of Occupation and Disengagement", שבו גם הוסיף את ההיבטים הגאוגרפיים של נסיגת ישראל מרצועת עזה באוגוסט 2005.
גאוגרפיה יישומית-תכנונית.
אפרת היה הראשון שפרץ דרך בחקר הגאוגרפיה היישומית-התכנונית בישראל בראשית שנות ה-60 של המאה העשרים, עת שערך (יחד עם י' דש) את תוכנית-האב של ישראל כפי שנתגבשה אצל המתכננים באותה תקופה, וזאת תחת הכותרת The Israel Physical Master Plan בשנת 1964. בתוכנית זו התווה גישה חדשה בהתייחסותה של הדיסציפלינה הגאוגרפית אל הנושאים המרחביים האקטואליים והעתידיים של מדינת ישראל. על רקע אינטנסיביות הבינוי והפיתוח שהתרחש אז ברוב חלקי הארץ והסכנה להרס שרידי ההתיישבות ההיסטוריים, ביצע אפרת בשנת 1969 את החקר השיטתי הראשון על כ-400 שרידי ההתיישבות הציונית בישראל והתווה בכך קווים לשימורם, שיחזורם והעמדתם לטיילים ולמבקרים והכללתם במסגרת תוכנית ארצית לאתרי התיישבות המבוצעת כיום הלכה למעשה על ידי החברה לשימור אתרים שליד החברה להגנת הטבע. לאחר מלחמת ששת הימים ערך את המחקר הראשון על הגאוגרפיה של יהודה ושומרון בצורת תוכנית-אב כבסיס של יֶדע לפיתוח האזור, שפורסם ב-1970 בספר: "יהודה ושומרון - קווים לתכנון פיסי-אזורי".
האטלסים.
חקר הגאוגרפיה היישומית-תכנונית ופיתוח שיטותיה הלכה למעשה הניבו בשנות ה-60 וה-70 את שלושת האטלסים הגאוגרפיים-תכנוניים הראשונים בעריכתו של אפרת, על הנגב הצפוני, על מרחב ירושלים-אשדוד ועל רצועת החוף של ישראל. באטלס על תכנון הנגב הצפוני (1966) תיאר ותחם את הייעודים הפיזיים הקיימים והמוצעים באזור זה תוך כדי ציון מהותם, אופיים והרעיונות התכנוניים לפיתוחם וזאת על מנת לשמש מסמך מכוון ומדריך לפיתוח הנגב הצפוני לאור הנחיות של תכנון ממלכתי סדיר. באטלס על מרחב ירושלים-אשדוד (1967) שאף אפרת לתכנן את שילובו של פרוזדור ירושלים עם מישור החוף באמצעות יצירת זיקה פיזית בין שני המוקדים העירוניים ירושלים ואשדוד תוך כדי גיבוש הצעות לחיזוק הקשרים הכלכליים בין הערים והיישובים הכפריים, אכלוס מרבי של פרוזדור ירושלים והשפלה, צמצום הפער המרחבי בין שלושת המחוזות ירושלים, המרכז והדרום והרחבת שטחי חקלאות ופיתוח חבלי הספָר. באטלס התכנוני של חופי ישראל (1974) שם לעצמו אפרת למטרה לתאר ולתחום את הייעודים הפיזיים הקיימים והמוצעים ברצועת חוף הקרובה עד 2–3 קילומטרים מקו החוף על פי עקרונות תכנון רצויים ומקובלים כשימורקו החוף הטבעי של ישראל, אבטחת גישה חופשית לאוכלוסייה אל קו החוף, שימור חלקי קו חוף כגן לאומי או שמורת טבע, אבטחת אתרי עתיקות שלאורך קו החוף ועוד.
תכנון ארוך-טווח וגאוגרפיה גלובלית.
עם המשך הפיתוח המתודולוגי של הגאוגרפיה היישומית-תכנונית כאחד היעדים החשובים שהוביל בדיסציפלינה הגאוגרפית בעידן המודרני, התווה אפרת באמצע שנות השבעים קווי מתאר לתכנון והפיתוח של מדינת ישראל בספרו על "ישראל לקראת שנת 2000" (1978), ובו הקווים העיקריים לפיתוח המדינה בנושאים הגאוגרפיים העיקריים כתפרוסת אוכלוסין, מערך הערים והיישובים, רשתות תחבורה, שטחים פתוחים ועוד. בשנת 1997 פרסם מחקר ממצה על הגאוגרפיה של האדם ועל יחסי הגומלין בינו לבין הנוף והשפעתו הדומיננטית על הגאוגרפיה היישובית והתרבותית על פני כדור הארץ. כמו כן גיבש את תורתו הגאוגרפית-יישומית-תכנונית בספר: "תכנון לאומי ופיתוח בישראל בשנות האלפיים" (2003), שיצא לאור בהוצאת אוניברסיטת תל אביב. בספר זה עסק באורח ביקורתי, לצד מסקנות לעיתים יוצאות דופן, במכלול נושאי תשתית אקטואליים - הפרטת קרקעות חקלאיות, משבר המים, ערים חדשות, יישובים חדשים בגליל ובנגב, קיבוע הבדווים, הבנייה בירושלים, כביש חוצה ישראל, איים מלאכותיים לאורך חופי הים ועוד, וכן בתוצאות מעקב רב-שנים אחר התכנון בישראל מאז הקמת המדינה ודרך ניהולו במוסדות הממשלה.
כביש 73