С 1940-х годов и до настоящего времени Гинзбург активно занимается теорией сверхпроводимости и сверхтекучести. Диапазон его интересов в теории сверхпроводимости простирается от термоэлектрических явлений в сверхпроводниках до проявлений сверхпроводимости во Вселенной. Созданная им в 1950 (совместно с Л.Д.Ландау) полуфеноменологическая теория сверхпроводимости (теория Гинзбурга – Ландау) легла в основу построенной позднее микроскопической теории Бардина – Купера – Шриффера и не потеряла своего значения до настоящего времени, а цикл работ Гинзбурга (совместно с А.А.Абрикосовым и Л.П.Горьковым) был в 1966 удостоен Ленинской премии. В 1958 Гинзбург создал (совместно с Л.П.Питаевским) полуфеноменологическую теорию сверхтекучести (теория Гинзбурга – Питаевского). В 1960 вывел критерий примененности теории среднего поля в фазовых переходах II рода (критерий Гинзбурга). Гинзбург – один из немногих ученых, которые всегда верили в возможность создания высокотемпературных сверхпроводников. В настоящее время он активно участвует в исследованиях механизмов высокотемпературной сверхпроводимости.

С 1946 и по настоящее время имя Гинзбурга связано с исследованиями радиоизлучения Солнца и общими проблемами радиоастрономии. Именно Гинзбург предсказал существование радиоизлучения от внешних областей солнечной короны, в 1956–1958 предложил метод изучения структуры околосолнечной плазмы, а в 1960 – метод исследования космического пространства по поляризации излучения радиоисточников. Ему принадлежит идея наблюдения дифракции излучения радиоисточников на крае лунного диска. К сфере его интересов относятся проблемы происхождения и состава космических лучей, магнитотормозного излучения в межгалактических магнитных полях. Одним из первых Гинзбург понял важнейшую роль рентгеновской и гамма-астрономии; в частности, в оценке протонно-ядерной компоненты космических лучей (подобно тому, как радиоастрономия дает сведения об их электронной компоненте).

Гинзбург – популяризатор науки, автор целого ряда книг и статей по различным проблемам современной физики и астрофизики. Еще одна тема его публикаций – деятельность Академии наук в целом, совершенствование ее тематики и устава, выборы новых членов Академии.

Научная деятельность Гинзбурга получила широкое признание. Помимо Российской академии наук (член-корреспондент с 1953, действительный член с 1966), он избран членом Лондонского королевского общества, Национальной академии наук США, Европейской академии, Международной академии астронавтики, Академии наук и искусств США, академий наук Дании, Индии и других стран. Среди научных наград Гинзбурга – Большая золотая медаль им. М.В.Ломоносова, Золотая медаль им. С.И.Вавилова, премии Российской академии наук – им. Л.И.Мандельштама и им. М.В.Ломоносова, международные премии им. Бардина и им. Вольфа, Золотая медаль Лондонского королевского астрономического общества.