W działalności naukowo-badawczej zajmuje się badaniami nad silnikami spalinowymi (w tym detonacyjnymi) oraz silnikami do napędów kosmicznych, wybuchami przemysłowymi i astrofizyki. Koordynował pracę na budową pierwszego polskiego satelitę Ziemi PW–SAT. Twórca szkoły wybuchowości pyłów oraz odkrywca tzw. zapłonu dyfuzyjnego. Twórca jednej z hipotez powstawania kontynentów, jako wynik jego badań nad zderzeniami dużych asteroid z Ziemią.

W latach 1980–1984 był prodziekanem MEiL, a w latach 1987–1990 dziekanem tego wydziału. W latach 2002–2005 był prorektorem PW ds. nauki. W latach 1981–2012 był kierownikiem Zakładu Silników Lotniczych w Instytucie Techniki Cieplnej PW.

Od 1995 członek Komitetu Badań Kosmicznych i Satelitarnych Polskiej Akademii Nauk, od 2003 przewodniczący tego komitetu przez cztery kolejne kadencje. Od 2019 Przewodniczący Honorowy KBKiS PAN. W latach 1983–2015 członek Komitetu Termodynamiki i Spalania PAN. Od 2007 członek Rady Naukowej Centrum Badań Kosmicznych PAN. Członek zwyczajny Towarzystwa Naukowego Warszawskiego – Wydział VI Nauk Technicznych. W latach 2016–2022 członek Komitetu Wykonawczego Akademii Inżynierskiej w Polsce. W latach 1990–1994 Prezes Polskiego Towarzystwa Astronautycznego, od 1994 Honorowy Prezes PTA. Sekretarz regionalny i członek zwyczajny Międzynarodowej Akademii Astronautycznej (IAA).