Исследования А. Г. Столетова посвящены проблемам электричества и магнетизма. Основные работы – в областях электромагнетизма, оптики, молекулярной физики, философии. Его ученики работали во многих высших учебных заведениях России, продолжая научные традиции своего учителя. А. Г. Столетов был признанным руководителем русских физиков и достойно представлял отечественную науку за рубежом.