徐祖耀教授长期从事材料科学的基础理论及应用研究，在马氏体相变、贝氏体相变、材料热力学和形状记忆材料等研究领域，获得了一系列国际领先水平的成果，是国际著名的材料科学专家，出版专著8本，共280余万字，在国内外刊物发表论文400余篇，一些重要成果被国际材料学者广泛引用。自1983年起先后担任马氏体相变国际顾问委员会委员、荣誉委员，国际贝氏体相变委员会委员。国际金相学报（现名Materials Characterization）及ISIJ，Inter. 杂志顾问编委，多次应邀担任国际学术会议组委会成员、特邀论文报告人和执行主席。1989年被比利时科学院院士L.Delaey聘为鲁汶大学冶金及材料系客座教授。
　　自1980年以来，承担并完成“六五”科技攻关项目及中科院科学基金会项目、国家自然科学基金项目等十余项。其中其一人完成的“马氏体相变”研究成果获1987年国家自然科学奖三等奖，被选入“中国基础研究百例”，“形状记忆合金研究”等3项成果分别获国家教委科技进步一、二等奖，有两项成果还被评为86－90年国家自然基金资助项目优秀成果，收入“优秀成果选编”，《相变原理》获1998年教育部科技进步奖（著作类）一等奖、1999年国家科技进步奖（著作类）三等奖。目前正在承担国家自然科学基金项目“纳米材料的马氏体相变”等工作，1997年以后，他在上述领域的研究方面又有不少重要发现，受到国内外科学界的重视。2000年，获何梁何利奖。