Избранные труды академика Я. Б. Зельдовича включают работы по ядерной физике, физике элементарных частиц и астрофизике. Во всех этих областях Я. Б. Зельдовичу принадлежат первоклассные результаты, положившие начало новым направлениям.
Ядерная энергетика базируется на принципах, изложенных в его выдающихся статьях (совместно с Ю. Б. Харитоном) по делению урана.
В физике элементарных частиц достаточно упомянуть фундаментальную работу о сохранении векторного тока при р-распаде.
С начала 60-х годов в центре интересов Я. Б. Зельдовича астрофизические проблемы. Его работы легли в основы новой области науки — релятивистской астрофизики. Он исследовал процессы взаимодействия вещества и излучения на ранних стадиях расширения горячей Вселенной. Им предсказано существование первичных черных дыр. В звездной астрофизике основополагающими являются его работы по физическим процессам в окрестности черных дыр. Я. Б. Зельдович создал теорию образования крупномасштабной структуры Вселенной.