50年代中期，国际上开始人工降水研究，在赵九章的积极倡议下，在中国这样一个农业大国研究人工降水，使中国的云雾物理研究开展起来，并取得了暖云降水理论和积云动力学等研究成果。
50年代初，他通过大量的工作和研究，及时提出气象学要数理化、工程化和新技术化，并在工作中贯彻这一指导思想。这对中国气象学的现代化有重大的指导意义。
20世纪50年代初，赵九章主张在广东等地以种植防风林带方式改变局部小气候，为橡胶移植到亚热带地区创造了条件。
20世纪50年代初，赵九章亲自指导开展中国海区海浪及波谱的研究，研制出观测设备和一整套观测分析仪器，为认识中国海域的波浪特征、开发海洋资源做出了贡献。
赵九章是中国人造卫星事业的倡导者和奠基人之一。他积极促进空间科学发展。从20世纪50年代后期开始，赵九章以极大热情投入中国空间事业的创建工作。
20世纪50年代初，计算机的问世使天气预报从定性向定量化的发展具备了条件，赵九章支持、鼓励刚从国外回来的顾震潮应用手算图解法解微分方程，从而使中国的数值预报发育成长起来，并培养一批科技力量。当中国第一台计算机出现后，数值预报研究和业务就开展起来了，为60年代末中国正式发布数值预报奠定了基础。同时赵九章十分重视把新遥测和遥感技术应用到大气科学中。
50年代中期，他支持应用空气动力学的风洞和先进的测试仪器研究大气湍流。在赵九章极力推动下，中国仅有的两个臭氧观测台建立了，这为研究大气中的臭氧成分打下了基础。
在他领导下还完成了核爆炸试验的地震观测和冲击波传播规律，以及有关弹头再进入大气层时的物理现象等研究课题。
首先倡导了地球科学的物理化、工程化和新技术化，积极组织了地球物理各分支学科的协调发展，并致力于研究、教学和业务部门的合作。
创建了中国的地球物理学研究机构，和涂长望***同创建了20世纪50年代中央气象局中央气象台和中国科学院地球物理研究所联合天气分析预报中心。
最先作了中国的气团分析，研究了信风带的热力学问题；首先探讨了西风带大气长波的斜压不稳定，并分析了准定常活动中心和海陆分布的关系。
又从大量的资料探求西风环流指数和大型涡旋活动的联系，还研究了有关带电粒子和外层空间磁场的物理机制，开展了关于地球辐射带和太阳能的研究。 1：Jeou Jang Jaw(Zhao Jiuzhang),Zur Thermodynamiu der Passat,Gerundstro mung,Abgedruckt aus Veroffentlichungen des Meteorologischen Insti tutesder Unive rsitat Berlin,Bd,Ⅱ,Ht,61937.
2：Jeou?Jang Jaw(Zhao Jiuzhang),The Formation of the Semi?Permanant Cen ter of Action in Relation to the Horizontal Solenoidal Field,Jour?of Meteor?, 1946,3：103～144.
3：赵九章等，高空大气物理学，科学出版社，1965。
4：Jeou?jang Jaw，The Formation of the Semipermanent Centers of Action in Relation to the Horizontal Solenoidal Field.
5：Jeou?jang Jaw，Some Theoretical Investigations and Model Experiments on the Structure of Radiation Belts and its Variation During a Magnetic Storm. 赵九章在气象学、地球物理学、空间物理学等领域做出了突出贡献，并为科学事业培养了大批人才。
新中国成立后，赵九章促进组建中国科学院地球物理研究所。在赵九章主持下，该所很快发展成一个人才济济的科研机构。中国科学院大气物理研究所、兰州高原大气物理研究所等研究所中一批有成就的科学家都直接或间接受过赵九章的指导。
赵九章是优秀的科学家，也是热心的教育家，培养了众多的科学人才。他勤于治学，也热心育人，中国一些著名气象学家叶笃正、顾震潮、陶诗言、顾钧禧、郭晓岚等都受过他的指导。赵九章重视基础教育，他任地球物理所所长职务期间，于1958年一手创建中国科学技术大学地球物理系，提出以“所系结合”的方式办系，亲自主讲高空物理学并指导研究生。赵九章重视人才，培养提拔人才，周秀骥、曾庆存、巢纪平等都是赵九章不断给予关心、爱护和鼓励而成长的杰出科学人才。
赵九章鼓励学生要有自己的创见，注意培养民主的学术气氛，他组织的海浪组、磁暴组等研究集体，每周举办学术讨论会，中心发言之后，接着是热烈的争辩。在这个研究集体中，进行各种日地相关现象的研究，取得了一批具有国际水平的成果，为中国空间物理研究奠定了良好的基础。
20世纪60年代初，赵九章指导他的学生，研究了地磁扰动期间史笃默(Stormer)捕获区变化和带电粒子穿入地磁场的机制等，并著有《高空大气物理学》专著。
他十分注意观测工作在地球科学中的重要地位，不断引用新技术，先后在中国创设了气球探空、臭氧观测、海浪观测、云雾物理观测以及探空火箭和人造地球卫星的高空探测等，并培养了一大批优秀的科学家，对中国地球科学的发展产生了深远的影响。
学生：中国科学院院士、中国双星计划首席科学家刘振兴，是赵九章培养的第一个研究生。