Асноўныя напрамкі навуковай дзейнасці А.І. Падлужнага – фанетыка і фаналогія. Усяго выдаў больш за 120 навуковых работ, у тым ліку 14 манаграфій.
У 1967 г. абараніў кандыдацкую дысертацыю “Фонологическая система современного белорусского литературного языка”, пазней глыбока і дэталёва распрацаваў гэту тэму ў доктарскай дысертацыі “Фонетичекая система белорусского языка (экспериментально-фонетическое исследование звукового состава)” (1981).
У 1969 г. у Інстытуце мовазнаўства імя Я. Коласа Акадэміі навук БССР вучоны стварыў лабараторыю эксперыментальнай фанетыкі, дзе была выканана вялікая работа па эксперыментальным даследаванні фанетычнай сістэмы беларускай мовы. Яе вынікі абагульнены ў манаграфіях “Фанетыка слова ў беларускай мове” (1983), “Фанетыка беларускай літаратурнай мовы” (1989), а таксама ў шэрагу артыкулаў, прысвечаных тэарэтычным праблемам фанетыкі і фаналогіі.
Вучоны з’яўляецца аўтарам прац “Фаналагічная сістэма беларускай літаратурнай мовы” (1969), “Нарыс акустычнай фанетыкі беларускай мовы” (1977).
Значнае месца ў навуковай дзейнасці А.І. Падлужнага займалі праблемы нармалізацыі беларускага літаратурнага маўлення. Ён уваходзіў у рэдкалегію і быў адным з аўтараў нарматыўнага “Слоўніка беларускай мовы. Арфаграфія. Арфаэпія. Акцэнтуацыя. Словазмяненне” (1987), а таксама аўтарам раздзелаў “Фаналогія” і “Арфаэпія” (з М.В. Бірылам) у акадэмічнай “Беларускай граматыцы” (ч. 1, 1985).
А.І. Падлужны з’яўляецца навуковым рэдактарам і адным з аўтараў кнігі “Беларуская мова: цяжкія пытанні фанетыкі, арфаграфіі, граматыкі” (1987), хрэстаматыі “Вусная беларуская мова” (1990), зборніка “Пытанні культуры пісьмовай мовы” (1991), у суаўтарстве падрыхтаваў вучэбныя дапаможнікі “Фанетыка беларускай мовы” (1984), “Практыкум па фанетыцы беларускай мовы” (1989), а таксама “Учебник белорусского языка. Для самообразования” (1994).
У 1990-я гг. А.І. Падлужны з’яўляўся намеснікам старшыні Дзяржаўнай камісіі па ўдасканаленні беларускага правапісу, старшынёй Рэспубліканскай тэрміналагічнай камісіі пры НАН Беларусі (прызначаны ў 1992 г.), членам рэдкалегіі і адным з аўтараў энцыклапедыі “Беларуская мова” (1994). Узначальваў рабочую групу па падрыхтоўцы праекта новай рэдакцыі правіл беларускай арфаграфіі і пунктуацыі.
На працягу многіх гадоў уваходзіў у Камісію па фанетыцы і фаналогіі пры Міжнародным камітэце славістаў, быў членам рабочай групы Міжнароднай камісіі па “Агульнаславянскім лінгвістычным атласе” (прымаў удзел у распрацоўцы гэтага праекта і кіраваў беларускай групай).