Физическая география. Расширились исследования природных условий и естественных ресурсов У. Геоморфологи (Д. Н. Соболев и др.) составили описания рельефа У. и отдельных её регионов. Опубликован обобщающий труд «Климат Украины» (1967). Вопросам распределения и динамики основных климатических и гидрологических характеристик на территории У. посвящены многочисленные разработки, проведённые Украинским научно-исследовательским гидрометеорологическим институтом. Произведены комплексные физико-географические описания природы У. и отдельных её районов. В 1962 проведено геоботаническое районирование У., в 1965 — почвенное, в 1968 — физико-географическое. В 1962 издан комплексный атлас Украинской ССР и Молдавской ССР.
Геологические науки. Основные направления исследований связаны с проблемами, вытекающими из особенностей геологического строения У. Изучаются вопросы возраста, стратиграфии и петрогенезиса докембрия. Происхождению рудных месторождений посвящены работы Н. И. Свитальского (Украинский щит), Н. Н. Доброхотова, С. П. Родионова (Кривой Рог). Исследован генезис марганцевых и железных руд керченского типа. На основе научного прогнозирования открыт Днепровско-Донецкий нефтегазоносный район. Выявлены закономерности осадкообразования, обосновано стратиграфическое расчленение осадочных толщ (О. С. Вялов и др.). Ведётся исследование подземных, в частности минеральных, вод (К. И. Маков и др.). Важные работы выполнены по геоморфологии У. и теоретической тектонике. Выявляются особенности глубинного строения земной коры и мантии Земли, создаются модели Земли (С. И. Субботин и др.). Изучаются физические свойства горных пород и минералов. Исследуются проблемы минералогии и петрографии, геохимии и космохимии изотопов и ядерной геохронологии, кристаллохимии минералов, теории рудообразования.
Составлены общая тектоническая карта У., металлогеническая карта У. и Молдавии, карты структуры Днепровско-Донецкой впадины, Донецкого кряжа, Карпат, Причерноморья, Украинского щита. Обосновано тектоническое районирование У., осуществлено общее описание её геологического строения и полезных ископаемых. Результаты исследований отражены в трудах «Геология УССР», «Гидрогеология УССР», «Стратиграфия УССР», «Атлас палеографических карт Украинской ССР и Молдавской ССР».
Горные науки. Выполнен ряд крупных исследований по усовершенствованию разработки месторождений полезных ископаемых. Определены зависимости между основными горно-геологическими, экономическими и техническими факторами, которые влияют на выбор способа добычи и системы разработки. Решены задачи выбора рациональных схем вскрытия угольных месторождений и систем их разработки на больших глубинах, в том числе газообильных и крутопадающих пластов Центрального Донбасса. Разведан и освоен новый угольный район — Западный Донбасс, отличающийся сложными горно-геологическими условиями. Существенные результаты получены в изучении горного давления математическими методами (А. Н. Динник и др.), в определении количественных показателей давления горных пород на крепи. Разработаны методы прогноза газообильности угольных шахт и способы борьбы с внезапными выбросами угля и горными ударами, а также основы теории и методы расчётов проветривания и обеспечения комфортных условий в глубоких шахтах по тепловому фактору. Для эффективной добычи железных руд создана высокопроизводительная система этажного принудительного обрушения с применением глубоких скважин (Н. А. Стариков и др.). Разработаны основы теории поточной технологии на карьерах. Предложены новые схемы магнитного обогащения руд.
Материаловедение. Учёные академических и отраслевых научных учреждений республики внесли вклад в усовершенствование технологии получения и обработки металлов, в создание методов их неразъёмного соединения, в теорию синтеза новых материалов, в конструирование нового оборудования, приборов, инструментов и др. техники.