Автор понад 1000 публікацій, зокрема 20 монографій; понад 400 винаходів.
Наукові дослідження присвячені процесам автоматичного і напівавтоматичного зварювання під флюсом, розробці теоретичних основ створення автоматів і напівавтоматів для дугового зварювання і зварювальних джерел живлення; умовам тривалого горіння дуги та її регулювання; проблемі керування зварювальними процесами. Вивчає системи керування з різноманітнимикібернетичними приладами, працює над створенням зварювальних роботів. Велику увагу приділяє вивченню металургії зварювання, вдосконаленню існуючих і створенню нових металевих матеріалів.
Очолював дослідження із застосування зварювальних джерел теплоти в спеціальних плавильних агрегатах, які увінчалися створенням нової галузі якісної металургії — спецелектрометалургії(електрошлаковий, плазмово-дуговий та електронно-променевий переплави).
Борис Патон — автор ідеї та один з розробників методу електрозварювання м'яких тканин. За розробку та освоєння методу колектив авторів у 2004 році було відзначено Державною премією в галузі науки і техніки.
Пам'ятник перед Науково-природничим музеєм у Києві (1982)