Foldvik har vært tilknytt Geofysisk institutt ved Universitetet i Bergen fra 1960 og har fra 1985 vært professor. Han har arbeidet med generell oseanografi og meteorologi, men har særlig konsentrert seg om polarforsking etter 1970. Han ledet flere ekspedisjoner til polarområder i samarbeid med forskere fra både inn- og utland. Dette har blant annet ført til ny og bedre kunnskap om dypvassdanning og havklima. Foldvik la grunnlaget for polaroseanografi som nytt fag ved Universitetet i Bergen, og var med på å bygge opp universitetsstudier på Svalbard (UNIS).