Н.С.Касимовым развито учение о геохимических барьерах, введены представления о двусторонних, радиальных и латеральных барьерах, впервые детально описаны кислые, испарительные и щелочные барьеры. За последние годы им разработаны теоретические и методические основы геохимии городских ландшафтов, их классификации, геохимические принципы создания геоинформационных систем городов и регионов, геохимии аквальных ландшафтов. Н.С.Касимову принадлежит важная роль в развитии высшего географического образования в России. Под его руководством в последние годы создана система экологического образования в университетах России. В настоящее время Н.С.Касимов является вице-президентом Русского географического общества (с 2000 г.), председателем Ученого Совета географического факультета МГУ, Научно-методического Совета по экологии Министерства образования РФ, членом Совета по фундаментальным географическим проблемам РАН, Национального Комитета по международной геосферно-биосферной программе. Главный редактор журнала «Вестник Московского университета. Серия 5, География», «Geography, Environment, Sustainability», член редколлегий журналов «Известия РАН. Серия географическая», «Известия Русского Географического общества», «Экология и жизнь», «Экология России» и ряда других изданий. Автор около 300 научных работ, в том числе 5 монографий и учебных пособий. Среди недавних работ Н.С.Касимова следует отметить монографию «Нефть и окружающая среда Калининградской области» (редактор, 2008 г.). Лауреат Премий Правительства РФ – в области образования за создание системы экологического образования в университетах России (2000) и в области науки и техники за разработку экологических и природно-ресурсных атласов России (2004), Ломоносовских премий МГУ – за педагогическую деятельность (1998) и за научную работу (2000). Почетный работник высшей школы (1998). Награжден Орденом Дружбы (2005), медалью «В память 850-летия Москвы» (1997). Ключевые слова Физическая география. Геохимия ландшафтов. Биогеохимия.