朱日祥研究员主要从事固体地球物理学的基础性研究，涉及地磁极性倒转和古强度变化与地球深部过程的相关性、沉积盆地定年以及中国主要陆块运动学特征的古地磁研究等领域，取得的主要成果有：

　　1）在国内开辟了极性转换期间地球磁场形态学和地质历史时期地球磁场古强度研究的新领域。提出一种测定地球磁场古强度的新方法。获得松山-布容极性倒转期间地球磁场强度曾衰减至现今值20%左右的实验证据。应用多方法互检确定白垩纪超静磁带初始期地球磁场强度仅为现今值的一半，证明了白垩纪超静磁带期间核幔作用可能处于低能态，明确提出在白垩纪超静磁带发生之前存在地磁极性倒转频率与古强度变化呈负相关的观点。

　　2）开拓了在氩气和真空条件下进行样品热处理、磁性矿物粒度分析以及多组份退磁新方法，解决了陆相沉积物剩磁复杂性和记录地球磁场信息不确定性等基本问题，使运用高精度磁性地层学在复杂盆地沉积物的定年成为可能。利用这些实验技术和方法，确定了争论已久的河北阳原泥河湾小长梁旧石器遗址的年代。

　　3）修正了显生宙以来三大块体的古地磁视极移曲线，从古地磁学角度论证了华北、扬子、塔里木块体在早古生代都位于南半球中低纬度地区，进一步验证和修订了扬子与华北块体在印支期的对接过程是先东后西的闭合模式。

　　4）根据地球科学的发展趋势，遵循实验、观测和理论"三位一体"的研究思路，建成了在硬件设备上具有开展岩石磁学、地球磁场古强度测定和弱磁样品测量等综合能力的国际化的实验室。

　　上述研究成果已在Nature、Earth-Sci. Rev.、J. Geophys. Res.、Earth Planet. Sci. Lett.、《中国科学》等刊物发表论文151篇，并被广泛引用。

　　朱日祥研究员曾获1993年度中国科学院青年科学家奖，1996年度中国青年科学家奖，1996年度中国科学院自然科学奖一等奖。2003年当选中国科学院院士。