近年来，叶笃正一直从事旨在充分利用全球变暖的正面效应、降低其负面效应的研究，并在2003年首次提出了“有序人类活动”的概念。这位年近九旬的老人多年来总是随身带着本子，将自己想到的问题和偶尔出现的灵感记下来，并敦促自己尽快行动。“我想做的事情实在太多，如果在离开这个世界的时候，能够完成大部分计划，人生将没有遗憾”，他说。
多年来，作为学术大家的叶笃正不遗余力地培养学生、提携后辈，至今桃李满天下。世界气象组织秘书长法罗在24日的颁奖仪式上特别提到，“一直以无尽的热情和善良帮助学生的叶教授得到了他遍及世界各地的弟子们的高度尊敬和感激”。
拿到多项国外科技奖项和中国几乎所有科技大奖的叶笃正已经记不得自己确切的获奖次数，但却始终对把奖金捐出来乐此不疲。1995年，叶笃正把自己获得的“何梁何利基金科学技术成就奖”的100万元奖金捐给了中国科学院大气物理所，用于奖励在大气研究领域有杰出贡献的青年学者。
叶笃正首先发现围绕青藏高原的南支急流、北支急流及他们汇合成为北半球最强大的急流，严重地影响着东亚天气和气候;他与国外气候学家Flohn各自指出了青藏高原在夏季是大气的一个较大热源，叶笃正还首先指出青藏高原冬季是冷源；他同时还细致地研究了夏季青藏高原热源及其对东亚大气环流的影响。由于他的研究工作，国际上才接受了大地形热力作用的概念，为青藏高原气象学的建立奠定了科学基础。
创立大气长波能量频散理论。提出了大气平面Rossby波的能量频散理论，从理论上证明了西风环流中的能量可按远大于风速的群速度向下游(或上游)传播，为现代大气长波的预报提供了理论基础；同时，也对阻塞高压天气系统的生成、维持和移动给出一种动力学解释。这个理论31年后才由B.Hoskins的“大圆理论”所推广，成为对遥相关和遥响应的理论解释。
叶笃正与陶诗言等发现东亚和北美环流在过渡季节(六月和十月)有急剧变化的现象，这一发现对中国天气预报有重要意义。叶笃正对中国现代气象业务事业发展的卓越贡献，他的理论研究成果对提高气象业务水平起到重要作用，有些至今仍在发挥作用，如大气长波能量频散理论在业务天气预报中俗称为“上游效应”；在国际上发起了全球变化研究；与IPCC同时提出了对全球变化的适应问题并创立了有序人类活动研究的理论框架在他的建议下，目前中国全球变化领域已发展起一批国家重大项目。
他是使中国的气象研究变成了一个系统工程。最难能可贵的是，由于他的努力，中国的气象科研始终与世界保持了同步。2006年1月，国家领导人亲自为叶笃正颁发了2005年度国家最高科学技术奖，这既是对他一生科学成就的表彰，也是对他一生爱祖国爱人民精神的最大肯定！