在海森堡，從磁云室中發(fā)現(xiàn)了正電子和負電子間幾乎全部能量交換的彈性碰撞現(xiàn)象。被1946年的英國《自然》雜志稱為"科學珍聞"。

在法國，與丈夫錢三強合作發(fā)現(xiàn)鈾核的三分裂與四分裂，在國際科學界引起巨大轟動，為深入研究裂變機制開辟了一個新領域。

50年代初，世界上只有英國和蘇聯(lián)兩個國家掌握制造原子核乳膠的技術(shù)，1956年，她領導制成對質(zhì)子、α粒子及裂變碎片靈敏的原子核乳膠核-2和核-3，在靈敏度等主要性能方面達到與英國依爾福C-2相當?shù)乃健＋@得1956年度中國科學院獎（自然科學部分）。 

積極領導開展中子物理與裂變物理的實驗準備工作，1958年，我國第一臺反應堆及回旋加速器建成后，研制實驗設備，陸續(xù)進行了中子物理和裂變物理領域多方面的研究。

提出以科學高空氣球及高山站等為手段，推動宇宙線超高能物理及高能天體物理研究的開展。倡導并扶持建成了世界上海拔最高的高山乳膠室，發(fā)展了高空科學氣球以及空間硬x射線探測技術(shù)及其他配套技術(shù)。