В 1936 предложил метод получения партеногенетического потомства у тутового шелкопряда, а в дальнейшем и метод андрогенеза.
Был инициатором и руководителем работ по использованию в шелководстве промышленных гибридов.
В своих первых исследованиях, выполненных на дрозофиле, поднял и разработал проблему изменчивости билатеральной симметрии.
Разработал эффективные методы получения полного искусственного (термического) партеногенеза и полного межвидового андрогенеза, которые позволили создать ядерно-цитоплазматические гибриды.
Получил прямые доказательства решающей роли клеточного ядра в морфогенезе и создании межвидовых различий.
Предложил эффективные термические методы прижизненного обеззараживания яиц тутового шелкопряда от возбудителя нозематоза – пебрины.
Сочинения
Исследование наследственного изменения гальтеров у Drosophila melanogaster Schin // Журнал экспериментальной биологии. 1927. Серия А. Т. 3. Вып. 1-2
Вопросы селекции и генетики тутового шелкопряда. М.-Ташкент. 1934 (Труды Среднеазиатского н.-и. ин-та шелководства, вып. 5)
Опыты по экспериментальному андрогенезу и гиногенезу у тутового шелкопряда // Биологический журнал. 1937. Т. 6, № 1
Искусственный партеногенез у тутового шелкопряда. (Экспериментальное исследование). М., 1940
Термоактивация как явление и как способ устранения эмбриональной диапаузы // Журнал общей биологии. 1943. Т. 4, № 6
Прямое доказательство ядерной природы биологического эффекта Х-лучей и независимости конечных последствий рентгенизации от первичных изменений цитоплазмы, там же, 1947, т. 8, № 6
Значение опытов по мерогонии и андрогенезу для теории развития и наследственности // Успехи современной биологии. 1948. Т. 25, № 1
Получение полного гетероспермного андрогенеза у межвидовых гибридов шелковичного червя. (Экспериментальный анализ соотносительной роли ядра и цитоплазмы в развитии и наследственности) // Известия АН СССР. Серия биологическая. 1957, № 2 (совм. с др.)
Генетика пола // Актуальные вопросы современной генетики. М., 1966. С. 65-113
Астауров Б.Л. Искусственный партеногенез, экспериментальная полиплоидия и пол у бисексуальных животных // Там же. С. 368-391
Наследственность и развитие. Избр. труды. М., 1974
Общий список публикаций насчитывает около 250 названий на русском, английском, немецком и французском языках.
Список его трудов см. в журн. «Цитология». 1965, т. 7, № 1