M.İ.Rüstəmovun elmi tədqiqatlarının istiqaməti heterogen-katalitik proseslərinin texnologiyasını, neft emalı və neft kimya prosesləri üçün katalizatorların yaradılmasını, neft emalı məhsullarının keyfiyyətlərinin yüksəldilməsini əhatə edir. O, heterogen-katalitik prosesləri aparmaq üçün lift reaktorlarının hidrodinamikasını, kiçik ölçülü mikrosiferik katalizatorların, qaynar lay və lift reaktorlar sistemində kimyəvi proseslərin effektivliyini nəzəri cəhətdən tətqiq etmiş, mikrosferik katalizatorların axıcılıq indeksinin proseslərin effektivliyinə təsirini öyrənmişdir. Akademik M.Rüstəmov yüksək effektivliyi Q. 43-107 katalitik krekinq kompleksinin müəlliflərindən biridir. Bu proses  Bolqaristan, Rusiya, Ukraina, Latviya, və Azərbaycan neft emalı zavodlarında istismar olunur. Onun tədqiqatlarının bir qismi neft emalı məhsullarının keyfiyyətini yüksəltmək məqsədi ilə hidrokrekinq, hidroizomerləşmə, destruktiv izomerləşmə, seolit katalizatorları  iştirakinda  oksigenli əlavələrin alınması proseslərinin yaradılmasına həsr edilmişdir. Nəticədə tərkibində qurquşun olmayan, ekoloji cəhətdən təmiz Aİ-93-, Aİ-95 avtomobil benzinlərinin alınma texnologiyası təklif etmişdir. M.Rüstəmov Azərbaycanda hidrogen energetikası sahəsində tədqiqatların əsasını qoymuşdur. Onun tərəfindən   Azərbaycanda neft emalı qaz emalı və neft kimya sənayesinin inkişaf konsepsiyası yaradılmış və onun əsasında neft emalı zavodlarının 2010 ilə kimi koimpleks modernizasiyasının tərkib hissəsi və sxemi hazırlanmışdır. M.Rüstəmov bir çox Beynəlxalq və Respublikada fəaliyyət göstərən elmi şuraların və assosiasiyaların üzvi olmuşdur, Beynəlxalq konfranslarda, Simpoziymlarda Azərbaycanı təmsil etmişdir.

NKPİ-nin  nəzdində 02.00.13 "Neft kimyası" və 05.17.07 "Yanacağın kimyası və texnologiyası" ixtisasları üzrə D.01.031 Dissertasiya Şurasının sədri, NKPİ-nin Elmi Şurasının sədri

1. Определение критической скорости образования кипящего слоя теплоносителя. ХТТМ - 1959. - № 8. - С. 65-67

2. Индекс текучести слоя мелкодисперсных материалов и его влияние на показатели процесса, проводимого в "кипящем" слое. АХЖ. - 1962. - № 6. - С. 53-61

3. Современное состояние и пути интенсификации процесса каталитического крекинга, монография, Азернешр, Баку, 1966.

4. О перспективах создания атомно-нефтеперерабатывающих комплексов. // Вопросы атомной науки и технологии, серия атомноводородная энергетика и технология. 1981, вып.2 (9).

5. Фотоиндуцированное выделение водорода из воды под    действием    видимого    света    в    присутствии катализаторов. Химия и жизнь. - 1981. - № 9. - С. 7-8

6.  Уголь будущих веков. Химия и жизнь.-1981. - № 12. - С. 8-12

7.  "Почему именно водород?" . Химия и жизнь.-1981.-№ 12.-С. 16-19

8. Термодесорбция водорода с нанесенных никелевых катализаторов. Изв. АН СССР. Серия химическая.- 1981. - № 7.-С. 1468-1474

9. В поисках идеального топлива. Наука в СССР.  1982. - № 5

10. Фотосенсибилизированное оксидом вольфрама WО3 образование Н2 из водно-спиртовых растворов под действием видимого света. Журнал физической химии. – 1982. - № 7. – С. 315-319

11. Исследование корреляционной зависимости между активностью, селективностью и спектром кислотности катализатора крекинга в процессе его дезактивации коксовыми отложениями. Годишник на Софийский Университет. «Климент Охриджи». хим. фак. 1985.-Т. 79- С. 44-52.- Библиогр.: 12 назв.

12. Photocatalytic Hydrogeneration from water-organic Solutions Using Polytumgstates. Lit, Y. International Journal of Hydrogen Energy. 1988. vol. 13.  № 08.-p. 533-538

13. Фотокаталитическая  активация низших алканов в водных растворах полиоксокомпонентов вольфрама. // ДАН СССР, 1988, т 303, № 3.

14. Низкотемпературный процесс совместного превращения метанола с бензинами термического и каталитического крекинга. Материалы 6 нефтехимического Симпозиума Социалистических стран. Киев. 1990

15. Some peculiarities in regeneration of zeolietcontaining cracking catalysts by carbon dioxide. // React. Kinet. Catal. Lett. Vol. 48, N1, 1992.

16. Концепция Развития Нефтеперерабатывающей, Газоперерабатывающей и  Нефтехимической промышленностей Азербайджана. // Процессы нефтепереработики и нефтехимии, N1, 2000.

17. Каталитические процессы получения высококачественных моторных топлив. Монография (I и II том), Баку "ЭЛМ"  2006.

18. Новая технология получения цеолитсодержащих катализаторов каталитического крекинга с регулируемой пористой структурой. Процессы нефтехимии и нефтепереработки, 2006, № 3, С. 22-29.

19. Диметиловый эфирновое экологически чистое топливо. АНХ,  №8 стр,76-81

20. Экологические проблемы Земли и альтернативные источники энергии Баку, 2008

1980-1991-ci illərdə Hidrogen energetikası üzrə Beynəlxalq assosiasiyanın, SSRİ EA Prezidiumu yanında Hidrogen energetikası bürosunun, SSRİ EA "Neft Kimyası" və "Kataliz" koordinasiya şuralarının, SSRİ Nazirlər Şurasının Elm və Texnika Komitəsi nəzdində "Kataliz və onun səeayedə tətbiqi" şurasının üzvü sosialist ölkələri Akademiyalarının Neft kimyası problemi üzrə katalitik krekinq və destruktiv izomerizasiya mövzusunun koordinatoru olmuşdur.

Azərbaycan Respublikası  Dövlət Mükafatı Laureatı - 1982;
Azərbaycan Əməkdar Elm Xadimi - 1979;
İqtisadi Əməkdaşlıq Təşkilatının "Elm və Texnoloji sahəsində mükafatı" - İstanbul 2002;
Azərbaycan Respublikasının "Şöhrət" ordeni - 2004.

AMEA Akad. Y.H.Məmmədəliyev adına Neft-Kimya Prosesləri İnstitutu, AZ1025, Azərbaycan Respublikası, Bakı ş., Xocalı pr., 30