ロボットものもファウンデーション3部作と同じ頃に書き始められた。その多くは後に短編集『われはロボット』（I, Robot, 1950年）、『ロボットの時代』（1964年）として出版された。この作品群により、ロボット・人工知能の倫理規則（いわゆるロボット工学3原則）が世に広められた。この規則は、他の作家や思想家がこの種の話題を扱うに際して大きな影響を与えている。また中編『バイセンテニアル・マン』（1976年）は1977年のヒューゴー賞 中編小説部門と1977年のネビュラ賞 中編小説部門、ローカス賞 長篇部門を受賞し、1999年にロビン・ウィリアムズ主演で映画化された（日本では『アンドリューNDR114』のタイトルで公開）。一連の作品は、ロボットが一見して三原則に反するような行動を取り、その謎を解決するというミステリ仕立ての作品が多く、中でも長編『鋼鉄都市』と続編『はだかの太陽』は、3原則の盲点を利用した巧妙な殺人トリックを描いたSFミステリの傑作としても知られている。ファウンデーションとロボットの2つの潮流は、『ロボットと帝国』（1985年）によってひとつの未来史としてまとめられた。また没後に『アンドリューNDR114』および『アイ，ロボット』の2本の映画が公開されている。
アシモフの代表的SFシリーズであるファウンデーションシリーズは、エドワード・ギボンの『ローマ帝国衰亡史』をヒントにした、未来の宇宙における巨大な銀河帝国の崩壊と再生の物語である。1942年に第一作『ファウンデーション』がアスタウンディング誌に掲載、以後1949年まで中短編の形で同誌で発表され、のちに『ファウンデーション』（1951年）、『ファウンデーション対帝国』（1952年）、『第二ファウンデーション』（1953年）の3冊にまとめられた。現在は「初期3部作」と呼ばれるこの3冊は、1966年にヒューゴー賞過去最優秀長編シリーズ賞を受賞した。1982年、ファンや編集者の続編を求める声に抗えなくなったアシモフは、新作『ファウンデーションの彼方へ』を発表、ニューヨーク・タイムズ紙のベストセラーリストに名を連ねると共に、1983年のヒューゴー賞長編小説部門を受賞した。以後その続編『ファウンデーションと地球』（1986年）、時代をさかのぼりハリ・セルダンの半生を描いた『ファウンデーションへの序曲』（1988年）、『ファウンデーションの誕生』（1992年）が書かれ、ロボットシリーズとの世界観の融合もなされた。アシモフの死後、SF作家グレゴリー・ベンフォード、デイヴィッド・ブリン、グレッグ・ベアの3人が続編として『新・銀河帝国興亡史』3部作 (Second Foundation trilogy) を発表した。
アシモフは、アーサー・C・クラーク、ロバート・A・ハインラインと合わせて三大SF作家 (The Big Three) と呼ばれる（日本では「(海外)SF御三家」）。SFの分野でヒューゴー賞を7回、ネビュラ賞を2回、ローカス賞を4回受賞している。
アシモフは1992年4月6日に没した。死因は後天性免疫不全症候群（エイズ）によるもので、1983年に受けた心臓バイパス手術の際に使用された輸血血液がHIVに汚染されていたことが原因である。アシモフの死因は、彼の死から10年後に出版されたジャネット夫人の自伝 It's Been a Good Life （我が良き生涯）で明らかにされた。アシモフは生涯で500冊以上の著書を執筆した。
アシモフは次第に科学の解説者として知られるようになり、科学を概観した『知識人のための科学入門』 (The Intelligent Man's Guide to Science) が1961年の全米図書賞ノンフィクション部門にノミネートされ、1965年にはアメリカ化学会から化学についての報道を表彰するジェイムズ・T・グラディー賞を受賞した。1962年にメンサの会員になったが数年後に退会した。1972年に再び会員になり、1974年にはメンサの講演のためにイギリスへ旅行した。その際、同じくメンサ会員で親睦の深かったアーサー・C・クラークと再会し、共に講演に参加している。1970年ごろから『エラリー・クイーンズ・ミステリ・マガジン』にて純粋なミステリの『黒後家蜘蛛の会シリーズ』の連載を開始した。SFでは1972年に久々の長編である『神々自身』を出版し、ヒューゴー賞 長編小説部門とネビュラ賞 長編小説部門を受賞した。1982年には、ファンや編集者の要望に抗しきれず執筆したファウンデーションシリーズの30年ぶりの新作『ファウンデーションの彼方へ』がベストセラーとなり、以後再びSF長編を執筆し、同シリーズとロボットシリーズを統合した。
連絡機（れんらくき、Liaison Aircraft）とは部隊、司令部、その他の軍事施設相互、ないし軍事施設と非軍事施設との間で、要員の移動や少量の物資運搬に任ずる航空機のこと。また、文民機関であるNASAでも、宇宙飛行士の基地・施設間の移動にT-38 等を連絡機として用いている。Liaison（リエゾン）とは連絡、連携などを意味するフランス語から来ており、軍事用語では「連絡将校 Liaison Officer」などがある。特異な例としては、アメリカ軍が世界中に基地・駐屯地を展開している事から、民間の旅客機・貨物機をチャーターして航空基地間で定期運航させている（パトリオット・エクスプレス。ただし、ここで用いられる航空機は一般的には連絡機の範疇には入らない）。連絡任務に特に必要となる特殊装備は無いため、連絡任務に当たる機体には小は軽飛行機から、大は輸送機として分類されるべきものまで含まれる。旧式の多座機（練習機など）が使われることも多い。軽飛行機タイプの連絡機では武装できる機体もあり、これらはCOIN機や前線航空管制機として用いられる他、シュトルヒによるグラン・サッソ襲撃やライサンダーによる工作員運搬など特殊作戦に用いられる事もある。第二次世界大戦終結以前は、前線や航空基地以外との連絡任務に当たる場合にはSTOL性能が必須となるため、高揚力装置などに特徴的な装備を持った機体が存在したが、その任務は現在ではヘリコプターに取って代わられている（ベル206など）。今日、練習機等の他機種の流用でなく「連絡機」として分類されるのは、その高速性、一定数以上の乗客が搭乗可能などの理由からいわゆるビジネス機であることが多い。同一機から救難、飛行点検などを任務とするタイプが派生することも多く、その場合は全体を包括して「汎用機」「雑用機」と称されることもある。