С 1949 года он доцент, а затем профессор кафедры биохимии Медицинского факультета Бостонского университета.
«В юности я черпал знания в публичных библиотеках, — рассказывает о себе Азимов. — По неопытности читал все без разбора, беря книги подряд от первой до последней… Я очень увлекался историей, но больше всего мне нравилось изучать труды по естественным и точным наукам… В колледже я узнал, что среди главных научных дисциплин мне нужно выбрать «главнейшую» для меня самого. Я заигрывал с зоологией, а потом, на втором курсе, окончательно остановился на химии»…
В дальнейшем из всех разделов химии ему пришлось выбрать один-единственный — биохимию. Но для научных исследований и эта отрасль оказалась слишком широкой. Он вынужден был ограничиться совсем узким участком — нуклеиновыми кислотами.
Добившись в этой области определенных успехов, биохимик вдруг взбунтовался: на его долю осталась лишь ничтожная часть обширного «сада науки».
А знать ему хотелось все! И тогда он решил освободиться «от пут специализации» и обойти если не весь «сад» — жизнь слишком коротка, а ум слишком ограничен, — то хотя бы оглядеть его сверху. Но только впитывать знания ему было мало. «Склонность к проповедничеству» побуждала к действиям: отдавать, излагать на бумаге — чтобы и другие видели то, что открывалось ему «с высоты»…
Так, по объяснению писателя, возникла длинная серия научно-популярных книг, охватывающая многие разделы знаний. Частично эта серия составилась из многочисленных статей, которые Азимов каждый месяц публикует в журнале «Фэнтэзи энд сайнс фикшн», будучи двадцать с лишним лет его научным редактором. Пишет он на разные темы, от физики и астрономии до истории и психологии.
Углубленному рассмотрению деталей и частностей Азимов предпочитает суммарные обзоры или беглые очерки — эссе. О чем бы он ни писал, он старается подмечать в разнородных явлениях общие закономерности и взаимные связи, показать науку в движении — как постигала ее пытливая мысль. Историзм в обрисовке общей картины, материалистический взгляд на природу и человека, широта обобщений, умение говорить живо и образно, понятно и просто о самом сложном — именно эти привлекательные черты писательской манеры Азимова обеспечили успех его научно-популярным трудам.
Вместе с тем нельзя не отметить, что избранная автором позиция «с высоты» приводит к известным издержкам, не всегда уберегая от эскизности, субъективного отбора фактов, самонадеянных выводов, а порой и просто скольжения по верхам. При такой чрезмерной продуктивности и энциклопедической широте интересов дилетантизм неизбежен. Азимов и сам это признает. Но его книги, даже не самые удачные, читаются с неизменным интересом, а лучшие из них увлекают. По справедливому замечанию критика, это умные введения в науку, сделанные умным человеком.
Трудно переоценить просветительское значение работы писателя в этом жанре. И все-таки, несмотря на огромные тиражи и повсеместное признание его научно-популярных произведений, мировая слава Азимова зиждется на научной фантастике.
Вторжение в фантастику было стремительным. Девятнадцати лет Азимов напечатал рассказ «Брошенные на Весте», а уже через два-три года, когда появились первые рассказы о роботах и новеллы, положившие начало трехтомной галактической эпопее «Установление», его признали «серьезным писателем». Произведения, создавшие совсем еще молодому автору репутацию классика американской научной фантастики, в основном публиковались на страницах журналов в 40-х годах и затем выходили отдельными книгами: «Я, робот» (1950), «Камешек в небе» (1950), «Звезды как пыль» (1951), «Установление» (1951), «Установление и империя» (1952), «Космические течения» (1952), «Второе установление» (1953), «Стальные пещеры» (1954), «Путь марсиан и другие рассказы» (1955), «Конец Вечности» (1955).
Этот плодотворный период завершается романом «Обнаженное солнце» (1957). Затем, словно устав от фантастики или исчерпав запас тем, Азимов с поразительной энергией продуцирует научно-популярные книги, лишь изредка, к радости любителей научной фантастики, публикуя рассказы, и только в 1972 году, после пятнадцатилетнего перерыва, выпускает новый роман — «Сами боги».