В 1932 году в журнале Monthly Notices Британского королевского астрономического общества была опубликована работа Амбарцумяна «О лучистом равновесии газовых туманностей», признанная краеугольным камнем современной теории газовых туманностей. С этой работы началась целая серия работ Амбарцумяна, посвящённых физике газовых туманностей. В одной из этих работ (совместно с Н. А. Козыревым) удалось впервые оценить массы газовых оболочек, выброшенных новыми звёздами. Методы, разработанные в этой работе, применимы при исследовании газовых оболочек, окружающих нестационарные звёзды, а полученные оценки масс этих оболочек имеют важное значение для выяснения проблем эволюции звёзд, так как дали возможность обнаружения первых признаков изменения состояний звёзд. Амбарцумян заложил основы лучистого равновесия звёздных оболочек и газовых туманностей и объяснил многие особенности их спектров.

В 1936 году Амбарцумян решает изящную математическую задачу определения распределения пространственных скоростей звёзд с помощью распределения их радиальных скоростей, поставленную знаменитым английским учёным Артуром Эддингтоном. Статья, содержащая это решение, была напечатана в Monthly Notices по представлению самого Эддингтона.

Эта же математическая задача была независимо решена позже для целей медицинской компьютерной диагностики. За это решение и создание на его основе соответствующей аппаратуры Г. Н. Хаунсфилду (Англия) и А. М. Кормаку (США) была присуждена Нобелевская премия 1979 года по физиологии и медицине «За разработку компьютерной томографии».

Крупным вкладом в астрономию явились исследования по статистике и динамике звёздных систем, которые привели к созданию основ статистической механики звёздных систем. В 1995 году за цикл работ по динамике звездных систем Амбарцумян был награждён Государственной премией Российской Федерации.

К 1935–1937 годам относится полемика Амбарцумяна с известным английским учёным Джеймсом Джинсом о возрасте нашей звёздной системы – Галактики. Амбарцумян показал, что возраст Галактики на три порядка величины (в тысячу раз) меньше принятой в то время в науке оценки Джинса.

Большая серия работ Амбарцумяна посвящается изучению межзвёздной среды в Галактике. В этих работах было выдвинуто и обосновано новое представление о том, что явление поглощения света в Галактике обусловлено наличием в межзвёздном пространстве многочисленных пылевых туманностей – поглощающих облаков. На основе этого представления о клочковатой структуре межзвёздной поглощающей среды была разработана теория флуктуаций, которая заложила основу нового направления в астрономии.

В годы Великой Отечественной войны Амбарцумян создал новую теорию рассеяния света в мутной среде, основанную на предложенном им принципе инвариантности. На основе математического принципа инвариантности Амбарцумян получил решение ряда нелинейных задач рассеяния света. Принцип инвариантности ныне широко применяется и в других разделах математической физики. В 1946 году за создание теории рассеяния света в мутной среде Амбарцумяну была присуждена Сталинская премия.

Теоретический анализ и обобщение наблюдательного материала о звёздах и звёздных системах нашей Галактики ознаменовались открытием звёздных систем нового типа, расширяющихся систем с положительной энергией, получивших название «звёздных ассоциаций». Амбарцумян доказал молодость звёздных ассоциаций, что послужило основой решения целого ряда принципиальных проблем звёздной космологии. Было доказано, что в Галактике процессы звездообразования продолжаются и сейчас и имеют групповой характер. В 1950 году за открытие и изучение нового типа звездных систем Амбарцумяну была присуждена Сталинская премия.

Особый интерес представляют результаты исследования необычного излучения, так называемой непрерывной эмиссии, наблюдаемой в спектрах молодых звёзд типа Тау Тельца и примыкающих к ним нестационарных звёзд. Эти исследования привели к важным заключениям относительно природы источников звёздной энергии. На основе изучения звёздных ассоциаций Амбарцумян разработал новую гипотезу о дозвёздной материи, имеющую принципиальное значение. В отличие от классической гипотезы, согласно которой звёзды формируются в результате конденсации (сгущения) диффузной материи, новая гипотеза исходила из представления о существовании массивных тел – протозвёзд неизвестной природы, в результате распада которых формируются звёзды в ассоциациях.

Большая серия исследований Амбарцумяна посвящена вопросам эволюции галактик – огромных звёздных систем типа нашей Галактики. В частности, следует отметить новое представление об активности ядер (центральных сгущений) галактик, которые играют решающую роль в возникновении и эволюции галактик и их систем. Благодаря этим исследованиям проблема изучения нестационарных явлений грандиозных масштабов, наблюдаемых в галактиках, стала центральной проблемой внегалактической астрономии. К этой серии примыкают и важные исследования Амбарцумяна и его учеников по открытию и изучению голубых выбросов из ядер гигантских галактик, систем галактик нового типа, так называемых компактных галактик и др.

Дважды Герой Социалистического Труда (1968, 1978). Национальный Герой Армении (11 октября 1994). Дважды лауреат Сталинской премии (1946, 1950). Лауреат Государственной премии Армянской ССР (1988). Лауреат Государственной премии Российской Федерации (1995). Лауреат Премии Жюля Жансена, а также других наград и званий.

Родился в Лионе в семье крупного коммерсанта. Способность считать появилась у Андре с ранних лет, для чего он, не зная цифр, использовал турецкие бобы и кремни. Также с детства он полюбил чтение и читал все подряд: стихи, романы, философские сочинения, исторические труды и т. п. Одной из главных книг его детства была французская энциклопедия Дидро и д’Аламбера, которую он полностью прочел и после цитировал её уже в зрелом возрасте. Андре получил домашнее образование, читал на латыни.

Когда Амперу было 18 лет, в 1793 году его отца отправили на гильотину по приговору комиссаров Конвента.

В 1799 году Ампер стал репетитором в Политехнической школе в Париже, в 1801 году занял кафедру физики в Бурке, в 1802 году опубликовал «Рассуждения о математической теории игр». Благодаря этому сочинению ему в 1805 году предложили занять место на кафедре математики в парижской Политехнической школе. В этот период Ампер публикует ряд математических исследований, посвященных математическому анализу и теоретической физике, что принесло ему авторитет в научном мире.

В 1814 он был избран членом Академии наук, а с 1824 занимал должность профессора экспериментальной физики в Коллеж де Франс.

Его имя внесено в список величайших учёных Франции, помещённый на первом этаже Эйфелевой башни.

Основные физические работы Ампера относятся к электродинамике. В 1820 году он установил правило для определения направления действия магнитного поля на магнитную стрелку, известное ныне как правило Ампера; провёл множество опытов по исследованию взаимодействия между магнитом и электрическим током; для этих целей создал ряд приборов; обнаружил, что магнитное поле Земли влияет на движущиеся проводники с током. В том же году открыл взаимодействие между электрическими токами, сформулировал закон этого явления (закон Ампера), развил теорию магнетизма, предложил использовать электромагнитные процессы для передачи сигналов.

Свои идеи Ампер изложил в работах «Свод электродинамических наблюдений» (1822), «Краткий курс теории электродинамических явлений» (1824), «Теория электродинамических явлений». В 1826 году он доказал теорему о циркуляции магнитного поля. В 1829 году Ампер изобрёл такие устройства, как коммутатор и электромагнитный телеграф.

В механике ему принадлежит формулировка термина «кинематика».

В 1830 году ввёл в научный оборот термин «кибернетика». Им обозначали науку про общие законы управления сложными системами.