1980年以来曾多次应邀赴美国、德国、意大利、前苏联、瑞典、匈牙利等国参加国际会议或讲学，由于出色的科学研究工作，曾获国家自然科学奖、教育部科技进步奖、甘肃省自然科学奖和中国人民解放军科技进步奖等科技奖励，1989年被评为全国优秀教师，1990年被评为全国高等学校先进科技工作者，1991年获国务院表彰的发展我国高等教育突出贡献奖。

　　段一士先生从事广义相对论和规范场、粒子理论方面的研究。1979年提出规范势可分解和具有内部结构的思想，提出广义相对论中新的能量动量守恒定律。与人合作的“经典规范场理论研究”取得成果。“广义相对论中的能量动量守恒定律”1985年获国家教委科技进步奖一等奖。撰有论文《SU（2）规范理论和N个磁单极运动体系的电动力学》、《广义相对论中的能量动量守恒》、《任意自旋场的广义协变方程》。