Электроны и световые кванты. Провел ряд работ по измерению заряда электрона при внешнем фотоэффекте и доказал статический характер элементарного фотоэффекта (1913). Экспериментально доказал существование ионной проводимости в кристаллах (1916).
Развитие новой техники (в основном Иоффе имел в виду энергетику и физику полупроводников). Сформулировал новую идею о природе полупроводниковых свойств большой группы интерметаллических сплавов. Занимался проблемой выпрямления, очень важной для физики полупроводников. Сформулировал основы современного представления о механизме выпрямления (конец 30-х гг.). Внес большой вклад в решение проблемы применения термо- и фотоэлектрических свойств полупроводников для преобразования тепловой и световой энергий в электрическую. Разработал теорию термоэлектрогенераторов и термоэлектрических холодильников. Выдвинул идею плазменного электричества. Создал новые электротехнические материалы.
Чрезвычайно важным качеством всесторонне одаренной личности А.Ф. Иоффе был дар учителя. Этот дар проявился в лекциях, которые он читал в ЛПИ, в семинарских занятиях и в выпуске целого ряда прекрасных учебников по общему курсу физики. Он прекрасно понимал, какое огромное значение для развития физики, развития науки в стране должно играть образование.
Написал множество монографий и учебников. Большой популярностью пользовались его «Лекции по молекулярной физике» (1919), им был написан 1-й том «Курса физики – Основные понятия из области механики. Свойства тепловой энергии. Электричество и магнетизм» (1927, 1933, 1940), а также (совместно с Н.Н. Семеновым) первая часть 4-го тома «Молекулярная физика» (1932, 1935). В середине 1930-х гг. под руководством Иоффе прошло обсуждение принципов построения курса физики для технических вузов; одним из результатов этих бурных дискуссий стало издание замечательного курса общей физики Г.С. Ландсберга. Для последнего (4-го) тома знаменитого курса физики О.Д. Хвольсона Иоффе написал главы о термодинамике лучистой энергии и фотоэлектрическом эффекте.
Одной из важнейших заслуг Иоффе является создание школы физиков, из которой вышли многие крупные советские учёные академики: А.П. Александров, А.И. Алиханов, Л.А. Арцимович, П.Л. Капица, И.В. Курчатов, П.И. Лукирский, И.В. Обреимов, Н.Н. Семенов, Ю.Б. Харитон, чл.-кор. АН СССР Я.И. Френкель, акад. АН УССР А.К. Вальтер, В.Е. Лашкарев, А.И. Лейпунский, К.Д. Синельников и многие др. По разнообразию проблем, которыми в 20–30-е гг. занимались ее представители, по своей многочисленности, по полученным этой школой и ее главой результатам, она является едва ли не самой крупной физической школой, сформировавшейся в XX веке.
А.Ф. Иоффе прекрасно понимал роль физики в ХХ столетии во многих отношениях. Он рассматривал ее как основу философии и теории познания. Кроме того, она имела практическое значение как основа развития техники и технологии. Однако в 1920–1950-е гг. право размышлять на философские темы принадлежало только определенному кругу лиц, да и не размышлять вовсе, а бездумно «проводить в жизнь» некие удобные для власти догмы. Нелегкими для ученого оказались дни, когда во время прений по докладу, посвященному почти 20-летней деятельности ФТИ, на сессии Академии наук СССР в марте 1936 г. он подвергся резкой и неоправданной критике со стороны своих собственных учеников.
