Сам Б.Є. Патон виконав у керованому ним інституті неосяжний обсяг робіт, пов'язаних зі створенням нових технічних засобів і технологій, у тому числі для космосу і підводних робіт. Найбільш широко відомі дослідження Б.Є. Патона, пов'язані зі створенням базових технологій нероз'ємного з'єднання металів, таких як зварювання під флюсом, електрошлакова зварювання, стикова зварка оплавленням, включаючи розробку спеціальних матеріалів, обладнання та систем автоматичного управління. Фундаментальні дослідження Б.Є. Патона та його учнів в області взаємодії зварювальних джерел нагрівання (електричної дуги, шлакової ванни, низькотемпературної плазми, електронного і лазерного променя) з плавиться металом заклали основу для створення нової галузі металургії - спеціальної електрометалургії. Сюди увійшли технології рафінуючих переплаву та лиття надчистих сплавів, технології одержання унікальних конструкційних матеріалів методом випаровування та конденсації у вакуумі, а також матеріалів і заготовок зі спеціальними покриттями. Борис Євгенович зробив великий внесок у створення нових типів високоефективних зварних конструкцій, що відповідають сучасним підвищеним вимогам експлуатаційної надійності, довговічності і технологічності при виготовленні. Школою Б.Є. Патона розроблено та впроваджено у народне господарство індустріальні способи споруди за допомогою зварювання магістральних трубопроводів, великогабаритних резервуарів для зберігання нафти, кожухів доменних печей, висотних баштових конструкцій та ін В даний час він активно працює над вирішенням найбільш важливих проблем створення та отримання нових перспективних конструкційних і функціональних матеріалів XXI століття і є визнаним, в тому числі на Заході, найбільшим фахівцем в цій галузі.