Создал теорию рециркуляционных процессов в химической технологии. Изучил термодинамику химических реакций в области нефтяной химии и химической технологии. За эту работу в 1969 году академик М.Нагиев был удостоен звания Героя Социалистического Труда. Он также был награжден орденами Ленина, Трудового Красного Знамени и другими медалями и почетными грамотами.