Свою исследовательскую деятельность С. начал как специалист в области славянской филологии. Свою магистерскую диссертацию он посвятил изучению переводов Ветхозаветного Псалтыря в славянских рукописях XI-XVI вв. При этом, как отмечает С. главной его целью было не реконструкция библейского текста, а изучение изменения славянского языка. С. полагает, что изначальный перевод Псалтыря существовал в нескольких редакциях: южнославянская, русская и редакция Чудовского псалтыря с комментариями Феодорита. Позднее в 1880-1890-х гг. С. увлекся фотографией. Целый ряд своих статей он посвятил фотографическому делу, издал первый справочник для фотографов. Также С. разработал несколько специальных фотоаппаратов для съемки с аэростата, для подводной съемки, фотоаппарат для экспедиции Пржевальского и др.
Свою научно-литературную деятельность С. начал как специалист в области экономики и статистики, юридических наук и философии права. Общественно-политические и философско-исторические взгляды С. были связаны с славянофильством и панславянизмом. Однако наибольшую известность С. приобрел как филолог-славист, этнограф, палеограф, археолог. Его труды по истории русского языка заложили основы исторического изучения русского языка, диалектологии, памятников древней славянской и русской письменности. Изучал народную речь, поэзию и быт славянских народов. Основатель школы петербургских славистов.
Санскритолог, буддолог, тибетолог.
В центре внимания С. находился целый комплекс вопросов, связанных с геополитикой, историей, правом и этикой. Писал на русском, литовском, немецком и английском языках. Исследовал закономерности развития мировой экономики. Автор исторических исследований по истории освоения Севера, биограф Д.И. Менделеева.
Основной областью научных изысканий С. являлись история античности (прежде всего Греции классического периода, эпохи расцвета афинской демократии) и история европейского средневековья. При этом, если первая тема развивалась им ещё со студенческих лет и стала предметом главных его диссертационных исследований («Афинская гегемония», «Ликург Афинский»), то обращение ко второй произошло лишь с началом его преподавательской карьеры — и продолжилось после длительной научной командировки в Европу (за 1856–1858 гг. он успел побывать в Англии, Франции и Германии). Именно этой второй, медиевистической, теме и суждено было, в конечном счете, прославить имя С. как историка. Главным его трудом по средневековой проблематике стала трехтомная «История средних веков в ее писателях и исследованиях новейших ученых», представляющая собой универсальную хрестоматию по истории и историографии периода с Vпо конец XIII столетия. Составляя эту книгу как пособие для учащихся средней школы, С. преследовал несколько целей, главными из которых были, во-первых, помощь читателям в ознакомлении с подлинными источниковыми материалами, а во-вторых, возможность соприкосновения с наиболее актуальными...
С. – известный физик, математик. Значительную часть своей исследовательской деятельности посвятил использованию математический методов для разрешения проблем естествознания.
Статистик и экономист. Разработал систему подвижных диаграмм и картограмм.
Специалист по уголовному праву и судопроизводству. Автор исследования жизни и творчества крупного государственного деятеля и историка А.Н. Оленина.
В центре научных интересов С. находились вопросы истории России XVIII-XIX вв. Специальные исследования С. были посвящены правлению Николая I и Анна Иоанновны. Одним из первых отечественных историков пересмотрел исключительно отрицательные оценки правления Анна Иоанновны как периода упадка и засилия иноземцев. Полагал, что "бироновщина" явилась необходимой мерой для обуздания бюрократии. Авторству С. принадлежит фундаментальное исследование, посвященное столетнему юбилею Собственной Е.И.В. Канцелярии.
История и культура государств Древнего Востока (Древнего и эллинистического Египта, Шумера, Вавилонии, Ассирии, Угарита, Урарту, Ирана, Палестины, Малой Азии, Северного Причерноморья и Средней Азии): вопросы экономики, социальных отношений, политики, права; история востоковедения в России.