Открыл вытеснение металлов водородом под давлением. Положил начало алюминотермии (восстановление металлов из их окислов алюминием), что имело важное научное и промышленное значение. Огромной заслугой Бекетова стало вычленение современной физической химии как самостоятельной научной дисциплины.
