1965年任美国国家科学院物理委员会理论物理组主席;1972年至1976年，任国际纯粹和应用物理联合会粒子物理和场论组主席;1970年至1971年，任美国物理学会粒子物理和场论组主席;1980年至1983年，任德国马克斯谱郎克研究院主席。1977至1980年，任全美华人协会会长;1989年至1994年，任亚太物理学会会长;1996年至20__年，任亚太理论物理中心总裁。此外，曾任库伦数学科学研究所评议会、IBM科学咨议委员会、高能物理咨议委员会、洛克菲勒大学董事会、以色列本古里昂大学董事会、美国科学促进会理事会、美国沙克研究院董事会、美国神经科学研究院理事会、科学美国人杂志理事会、美国国会图书馆学者评议会、石溪基金会董事会、布鲁克哈芬科学联合会董事会等会员。
杨振宁对理论物理学的研究范围很广，包括粒子物理学、统计力学和凝聚态物理学等领域，在理论结构和唯象分析等方面取得了重大成就，其中杨—米尔斯场论、弱作用中宇称不守恒的发现及杨—巴克斯特方程为最重要的学术贡献。
杨—米尔斯场论方面，1953年与R. L.米尔斯(Mills)提出了非阿贝尔规范场的理论，即著名的杨—米尔斯场论，引进了非阿贝尔规范不变性及与其相关的规范场论，为整个粒子物理学奠定了发展的最基本的原理与方程。该场论对数学也造成很大冲击，数学家用杨—米尔斯场论作为工具解释微分流形的性质。
弱作用中宇称不守恒的发现方面，1956年，与李政道通过许多计算证明过去的β衰变试验中的宇称选择定则原来都不够复杂，都不能证明在β衰变中宇称守恒，并提出几类新实验。1957年初，著名吴健雄公布了他们根据杨振宁、李政道建议所做实验的结果，在β衰变中宇称确实不守恒。后来经过两三年的实验证实，基本上所有弱相互作用中宇称都不守恒。
杨—巴克斯特方程方面，1967年讨论了一个极简单的一维空间量子多体问题，并提出了一个极为重要的方程来解决这个问题。1972年，R.J.巴克斯特(Baxter)在一个二维空间经典统计力学问题中也发现了这个方程的重要性。1981年这个方程被命名为杨—巴克斯特方程。该方程在物理和数学中有极广泛的意义。
此外，在粒子物理学方面，在弱作用的强度、费米—杨模型、G宇称、电荷共轭与时间反演不守恒、二分量中微子理论、高能中微子实验分析、中间玻色子的研究、CP不守恒的唯象分析、规范场的积分形式与纤维丛、高能碰撞中的几何模型等方面取得了很高的成就。在统计学方面，在自发磁化强度和临界指数、液态相变的研究与单位圆定理、贝特假设的发展等方面都有较好的成果。凝聚态物理学方面，主要成就有：磁通量量子化的解释、非对角长程序的概念和关于阿哈芮昂诺夫—玻姆实验的建议。