Основные направления исследований – геохимия, петрология и флюидный режим эндогенных процессов, теория рудообразования, экспериментальная и физико-химическая петрология. Сделано открытие инверсии флюидного режима эндогенных процессов на рубеже нижнего и верхнего архея, выяснена роль процессов гранитизации в формировании кислородной атмосферы Земли, предложен принципиально новый механизм генерации тепла в жидком ядре Земли. Сформулировано новое понятие о зрелости континентальной литосферы и дана геохимическая и металлогеническая типизация литосферных плит разной степени зрелости. Создано новое научное направление в геологии – синергетика геологических систем, одноименная монография издана в 1992 г. Создал новое направление “Синергетика среды обитания человека”. Автор и соавтор 18 монографий (одна из них переиздана в Австралии), более 250 научных статей. С 1992 по 1998 г. был членом Совета РФФИ, с 1994 по 2003 г. председатель Центрально-Азиатского фонда геологических исследований, с 1996 по 1998 г. – член комиссии экспертно-консультационного Совета по науке при правительстве России. С 2001 по 2009 – Председатель научного Совета наук о Земле по научным школам и президентским грантам для молодых ученых. Член редколлегии журналов “Петрология” и “Геология и геофизика”. Член 8 научных Советов и комиссий РАН и СО РАН. Награжден орденом Почета (1999 г.). В 2008 г. – премия Совета Министров России в составе авторского коллектива за монографию “Экология человека в изменяющемся мире”. 1) Ф.А.Летников, А.Б.Котов, К.Е.Дегтярев, Е.Б.Сальникова, О.А.Левченков, М.М. Шершакова, А.В. Шершаков, Н.Г. Ризванова, А.Ф.Макеев, М.Д.Толкачев. Силурийские граниты Северного Казахстана: U-Pb возраст и тектоническая позиция // Стратиграфия. Геологическая корреляция. 2009. Т. 17. № 3. С. 46-54. 2) Ф.А. Летников, А.Б. Котов, К.Е. Дегтярев, О.В. Левченков, М.М. Шершакова, А.В. Шершаков, Н.Г. Ризванова, А.Ф. Макеев, М.Д. Толкачев. Позднеордовикские гранитоиды Северного Казахстана: U-Pb возраст и тектоническое положение // ДАН, 2009. Т. 424. С. 222-226. 3) Ужкенов Б.С., Летников Ф.А., Лось В.Л. Оценка недр на минеральные ресурсы. Сотрудничество Казахстана и России // Горный журнал Казахстана, 2009. № 3. С. 9-11. 4) Ф.А. Летников. Автономные флюидные системы континентальной литосферы // ДАН, 2009. Т. 427. № 6. С. 810-813. 5) Летников Ф.А. Синергетика процессов в зонах глубинных разломов // Тектонофизика и актуальные вопросы наук о Земле. Москва: ИФЗ РАН, 2010. 6) Ф. А. Летников, А. А. Заячковский, А. Ф. Летникова. К вопросу о геохимической специализации глубинных высокоуглеродистых систем // ДАН, 2010. Т. 433. № 3, с. 374–377. Всего за 2 года 11 статей. Ключевые слова Геология. Геохимия и петрология процессов формирования Земной коры.