Aharonov har väsentligen bidragit till förståelsen av fundamental kvantfysik. Tillsammans med David Bohm är han upptäckare av Aharonov–Bohm-effekten. Denna beskriver ett kvantmekaniskt fenomen där laddade partiklar påverkas av att röra sig även utanför avskärmade elektromagnetiska fält. Effekten kan bl.a. användas för att mäta svaga magnetfält. För denna upptäckt delade Aharonov