Я. Е. Гегузин — автор фундаментальных исследований в области высокотемпературных процессов в реальных кристаллах. Он стал одним из создателей физики спекания, лежащей в основе технологии порошковой металлургии. Многое из сделанного им навсегда вошло в историю науки, углубив и расширив понимание процессов, происходящих в реальных кристаллах. В его монографиях излагались достижения в физике реального кристалла, свидетелем и активным участником которых был сам автор. Он также получил известность как выдающийся популяризатор науки. Его научно-популярные книги по различным разделам физики и техники были написаны настолько ярко и увлекательно, что по праву вошли в золотой фонд советской и мировой научно-популярной литературы.