Виталий Гинзбург - автор около 400 научных статей и 12 монографий, посвященных теоретическим вопросам физики, происхождению и свойствам космических лучей, распространению радиоволн.

В 1950 году Гинзбург вместе со Львом Ландау разработал полуфеноменологическую теорию сверхпроводимости (теория Гинзбурга-Ландау), В 1958 году совместно со Львом Питаевским создал полуфеноменологическую теорию сверхтекучести (теория Гинзбурга-Питаевского).

В 2003 году Виталий Гинзбург совместно с Алексеем Абрикосовым и Энтони Леггеттом стал лауреатом Нобелевской премии за разработку теории сверхпроводников.