Артур Чилингаров внёс значительный вклад в изучение и освоение Севера и Мирового океана. 1 Некоторые достижения исследователя:

• Участие в научном обосновании первых экспериментальных плаваний по Северному морскому пути. 23 Чилингаров получил Государственную премию СССР за эту работу, что позволило обосновать возможность круглогодичной навигации. 23
• Применение электронно-вычислительной техники и ракетного зондирования атмосферы. 23 Это позволило облегчить проведение полевых наблюдений и повысить надёжность метеорологических и ледовых прогнозов. 3
• Организация операции по спасению научно-исследовательского судна «Михаил Сомов», зажатого зимними льдами в Южном океане. 13 За эту операцию Чилингаров получил звание Героя Советского Союза. 13
• Руководство научной экспедицией на атомоходе «Сибирь» к Северному полюсу и трансконтинентальным перелётом на Ил-76 в Антарктиду. 12 В ходе рейса «Сибирь» спасла 14 полярников с дрейфующей полярной станции СП-27. 1
• Руководство сверхдальним арктическим перелётом многоцелевого вертолёта Ми-26. 13 Это показало возможности эксплуатации винтокрылых машин в центральных районах Северного Ледовитого океана. 23
• Руководство полётом одномоторного самолёта Ан-3Т на Южный полюс. 13 Была показана эффективность использования лёгкой авиационной техники на ледовом щите Антарктиды. 23
• Инициация создания долговременной дрейфующей станции «Северный полюс-32». 13 Она стала первой после свёртывания программы исследования Арктики в 1991 году. 12
• Руководство экспедицией на судне «Академик Фёдоров». 4 Целью экспедиции был сбор доказательств того, что шельф Северного океана имеет структуру, идентичную структуре береговой части северной России, и является продолжением Сибирской материковой платформы. 4

Чилингаров — соавтор более пятидесяти научных работ, среди которых один атлас по проблемам Арктики и Антарктики и четыре монографии. 4