葛昌纯自 1952 年以来长期在第一线从事材料科学研究工作。他在浓缩铀 235复合分离膜，粉末冶金和先进陶瓷方面做出了重大的创造性贡献。1985年一等国家发明奖“乙种分离膜的制造技术”第一发明人，是制造原子弹、氢弹、核潜艇的关键材料-浓缩U235用复合分离膜的主要奠基人，为我国“两弹一星”事业做出了重大贡献。葛昌纯在研制成功一系列纳米粉末和纳米材料、在国内首次研制和生产成功质量达到国际先进水平的二次还原铁粉和在天津、武钢建立起现代化还原铁粉基地、在国内首先研制成功全密度、无偏析、使用寿命为熔炼高速钢3-7倍的粉冶T15，开拓了我国制造全密度、高性能粉冶合金钢的先进技术并在钢铁研究总院建立起我国第一个粉末高速钢中试基地、在北京特钢厂和北京科技大学分别建立起我国第一台预应力钢丝缠绕热等静压机和第一台双2000（2000°C , 2000atm）热等静压机、和韩凤麟合著出版我国第一本30万字书《钢铁粉末生产》、在液相烧结机制的研究中、在用羰基法从镍冰铜提取镍代替电解法节电94%的研究等方面做出了开创性的贡献。

葛院士与赖和怡教授创建我国第一个粉末冶金博士点，与钟香崇院士等创建无机非金属材料博士点，他培养出 37 位博士和 66 位硕士，发表论文450余篇，是我国粉末冶金材料领域的奠基人之一和先进陶瓷领域的开拓者之一。他是我国新能源材料的攻坚者和倡导者之一。2007 年 10 月葛院士被科技部聘为第二届国家磁约束核聚变专家委员会顾问；2014 年以“空间太阳能发电”为主题的香山会议中担任四位执行主席之一，是国防科工局聘定的空间太阳能发电的六位院士高级顾问之一。