Исследования Артавазда Авакяна посвящены проблеме развития растений. Большое внимание уделял вопросам направленного изменения наследственности растений, вегетативной гибридизацией, вопросами оплодотворения, вегетативного и полового воспроизведения растений. Также проводил работы по вопросам биологии и культуры ветвистой пшеницы.
Был активным сторонником Т. Д. Лысенко. Свою речь на сессии ВАСХНИЛ 1948 года посвятил, в частности, нападкам на И. И. Шмальгаузена и Б. М. Завадовского.