Основные труды А. Ю. Ишлинского относятся к общей механике, динамике твёрдого тела и гироскопов, теории систем инерциальной навигации, теории упругости, теории пластичности, механике систем с трением. В каждой из перечисленных областей им были получены основополагающие результаты, решены важные для практики сложнейшие проблемы.
