Специалист в области экспериментальной атомной физики и физики плазмы. Главные направления научной деятельности: физика атомных столкновений, изучение элементарных процессов, происходящих при взаимодействии атомных частиц.
Под руководством В.В. Афросимова в 1958–60 годах была создана аппаратура для регистрации атомов, испускаемых плазмой (т.н. атомные анализаторы) и разработана методика получения энергетических распределений ионов из измеренного потока атомов).
С сотр. развивал корпускулярные методы исследования плазмы.
Ленинская премия (1972, за участие в цикле работ «Элементарные процессы и неупругое рассеяние при атомных столкновениях»), Государственная премия СССР (1981, за цикл работ «Корпускулярная диагностика высокотемпературной плазмы»).