Научная деятельность учёного Заслуги
Превратил физиологию в точную науку и клиническую дисциплину, используемую для постановки диагноза, выбора терапии, прогноза, разработки любых новых методов лечения и лекарств, защиты человека от опасных и вредных факторов, исключения любых экспериментов на людях в медицине, общественной жизни, всех отраслях науки и народного хозяйства .
В своём написанном для журнала "Современник" Н. А. Некрасова классическом труде «Рефлексы головного мозга» (1863 г.) обосновал рефлекторную природу бессознательной деятельности и привёл аргументы в пользу аналогичной природы сознательной, предположив, что в основе всех психических явлений лежат физиологические процессы, которые могут быть изучены объективными методами, и которые определяются взаимодействием клеток, организмов и популяций с внешней и внутренней средой. Свобода воли проявляется целенаправленным изменением каждым отдельным человеком своей внешней и внутренней среды. Задача общества - не мешать человеку становиться таким образом рыцарем. Если современные физика, химия, математика не могут в этом помочь человечеству и/или объяснить явления, изучаемые психологией, физиологией и биологией, то физиологи должны сами создавать необходимые физические и химические теории или ставить соответствующие задачи перед химиками и физиками. Выступив как защитник традиций классического медицинского образования "на стороне "древних" (врачей-философов древности) против "новых"" ("Битва книг", Джонатан Свифт) оппонентом Р. Вирхова и сторонников его концепции "целлюлярной патологии", впервые в мире сформулировал учение об анатомическом и молекулярном принципах физиологии, в изложении которого, признавая решающее значение в нормальной физиологии являющегося высшим этапом развития анатомического принципа клеточного принципа Р. Вирхова, подчеркнул значение молекулярного принципа как единственно возможного общего принципа (клинической) патофизиологии, так как, в частности, дифференцировка клеток, формирование органов и тканей, обмен сигналами между органами, тканями, отдельными клетками осуществляются в среде биологических жидкостей, и обычно патологические процессы взаимосвязаны с изменением химического состава этих биологических жидкостей.
Отвергнув ранее тысячелетиями господствовавшее учение о всеобъемлющей системе тормозящих нервов, доказал её отсутствие и обосновал теорию передачи сигналов торможения изменением химического состава биологических жидкостей, особенно плазмы крови.
Исследовал почечное кровообращение, пищеварение, газообмен в лёгких, дыхательную функцию крови, открыл роль карбоксигемоглобина в дыхании и в венозной системе.
Открыл явления флуоресценции хрусталика, центрального торможения, суммации в нервной системе, рефлекс Сеченова, установил наличие ритмических биоэлектрических процессов в центральной нервной системе, обосновал значение процессов обмена веществ в осуществлении возбуждения.
Впервые в мире локализовал центр торможения в головном мозге (таламический центр торможения, центр Сеченова), обнаружил влияние ретикулярной формации головного мозга на спинномозговые рефлексы.
Вместе с женой впервые перевёл на русский язык сочинение Дарвина "Происхождение человека и половой отбор" и был крупнейшим популяризатором эволюционного учения в России.
Создатель объективной теории поведения, основоположник современных клинической патофизиологии, клинической лабораторной диагностики, психофизиологии, наркологии, гематологии, нейроэндокринологии, нейроиммунологии, молекулярной медицины и биологии, протеомики, биоэлементологии, медицинской биофизики, медицинской кибернетики, авиационно-космической медицины, физиологии труда, возрастной, сравнительной и эволюционной физиологии и биохимии.
Провозвестник ("дядюшка", как он себя скромно называл) русского космизма, синтетической теории эволюции и создания современных клеточных технологий формирования искусственных органов и восстановления органов.
Научно обосновал необходимость активного отдыха (эффект Сеченова) и продолжительность рабочего дня не более 6-максимум 8 часов.
Кроме того, он установил закон растворимости газов в водных растворах электролитов. "...Физиология должна признать своего неоспоримого отца в высокоталантливой и столь же оригинальной и светлой личности Ивана Михайловича Сеченова, - писал К. А. Тимирязев. - ...ни один русский ученый не имел такого широкого и благотворного влияния на русскую науку и развитие научного духа в нашем обществе..." .Иван Петрович Павлов также считал Сеченова «отцом русской физиологии». И. В. Сталин в 1941 назвал И. М. Сеченова среди тех, кто олицетворяет дух народа, и за кого "братьям и сестрам" надо сражаться. Труды Сеченова оказали и до сих пор оказывают большое влияние на развитие психологии, медицины, биологии, естествознания, нефтегазодобычи, газотранспортной отрасли, теории познания, правозащитного, женского, рабочего и профсоюзного движения.