Исследованы и изучены памятники и объекты культурного наследия периода Волжской Болгарии, Золотой Орды, Казанского ханства в РТ и за ее пределами. На основе синтеза археологических, этноисторических, физико-антропологических и природно-географических методов ученый осуществляет масштабную и комплексную реконструкцию истории населения и государств Волго-Уральского региона с раннего средневековья до Нового времени. Этот новаторский подход открывает новые возможности для понимания Средневолжского региона и сопредельных территорий как  ключевого политического, торгово-экономического и культурно-духовного центра, оказывавшего влияние на исторические процессы на протяжении нескольких столетий на всем Евразийском континенте.

Возглавляет работу по организации и проведению плановых и охранно-спасательных археологических исследований на территории РТ и г. Казани, в том числе Казанского кремля. Наиболее значимыми памятниками, изученными им в ходе раскопок Кремля, являются остатки древнейших укреплений (X-XI вв.), каменные стены и ворота (XII-XV вв.), Ханские мавзолеи, каменные стены, ограды ханского двора.

Активно занимается созданием новых научных направлений в археологической науке: внедрение современных технологий в археологию в области археометрических исследований, реставрации предметов из археологического дерева, кожи, текстиля, разработка геоинформационной системы ?Археология Татарстана?, управляемой базы данных археологии республики, Единого государственного реестра объектов историко-культурного наследия РТ, крупных программ и проектов по изучению и сохранению историко-культурного наследия народов Татарстана, России и Евразии в целом.
Созданы монографические серии ?Археология Евразийских степей?, ?Археология и естественные науки Татарстана?, ?Археология Поволжья и Урала: материалы и исследования?, журнал ?Поволжская археология?, организована Международная полевая археологическая школа в г. Болгаре, аттестованный эксперт по проведению государственной историко-культурной экспертизы, эксперт РАН группы ?Исторические науки, культурология, искусствоведение?.