Объект исследования: земная кора и литосфера сейсмических регионов, многолетние ряды наблюдений за вариациями геофизических полей, гидрохимического состава и уровня подземных вод, метео- и георотационного режимов Земли. Обоснованы концептуальные основы прогноза землетрясений. Проведено многопараметрическое моделирование земной коры, комплексной геофизической параметризации очаговых зон сильных землетрясений Северного Тянь-Шаня. Охарактеризованы новейшие геодинамические системы и сейсмогенерирующие зоны. Показаны закономерности формирования тектоносферы, дислокационных зон, напряженно-деформированного состояния структурных элементов коры. Исследованы ритмы природных процессов, их взаимосвязи и проявление в вариациях феноменологических полей. Приведены модели очаговых зон и модели формирования аномалий в феноменологических полях, отражающие изменение напряженного состояния коры. Экспериментально оценена сейсмическая ситуация в земной коре Северного Тянь-Шаня.