В книге «Среди облаков» очень подробно описан вклад авиации в метеорологию и предложены различные пути использования авиации для изучения атмосферы. В эту книгу вошли отрывки из лекций по воздухоплаванию, читавшихся Морозовым в авиационной школе Всероссийского аэроклуба, а также дано очень интересное и важное приложение «О строении кучевых и грозовых облаков». В нем подробно рассмотрены данные полета аэростата, поднявшегося в Петрограде 21 июля 1923 года. В этом полете принимал участие один из талантливейших метеорологов, С. И. Троицкий. Анализируя сделанные им наблюдения, Морозов обратил особое внимание на эволюцию облаков и пришел к ряду выводов, которые подтверждены многочисленными данными современных исследователей и могут считаться общепринятыми. Основные направления исследований Морозова в изучении как микрофизики облаков, так и их динамики дополнены исследованиями синоптических условий образования облаков, еще почти не начатыми во времена полета С. И. Троицкого. Изучение микрофизики облаков имеет непосредственное отношение к вопросу об искусственном воздействии на облака и осадки, что также очень интересовало Морозова.
Кроме этого, Н. А. Морозов первый предложил использовать наблюдение дифракционных явлений для определения размеров облачных капель с самолета, то есть при наблюдении облачных образований сверху. До него этот метод применялся только для изучения наземных туманов и облаков, наблюдаемых с земли. Лишь после работ Ленинградского института экспериментальной метеорологии 1934–1936 годов этот метод был рекомендован для наблюдения в свободной атмосфере.
Внимание ученого привлекала также структура перистых облаков на высотах, «где вьюги бушуют даже в самые жаркие летние дни». Ему принадлежит понятие «ложные перистые облака», связанное с грозовыми облаками, и т. д. Он также высказал предположение о наличии в стратосфере вертикальных токов. К 1914 году относится его представление относительно состава верхних слоев атмосферы. По его мнению, водород и гелий едва ли могут удерживаться в атмосфере, и едва ли их количество может увеличиваться с высотой, как думали тогда еще многие зарубежные метеорологи. Однако это положение (о сравнительной однородности состава атмосферы) стало общепринятым лишь через 20 лет. Даже в начале 30-х годов XX века, когда норвежский физик Вегард на основании исследования спектров полярных сияний высказал аналогичное мнение, его взгляд не разделялся еще всеми учеными.
В период 1924–1932 годов издается семитомный труд «Христос».
Свою давнюю мечту написать «Историю человеческой культуры в естественнонаучном освещении» (именно таково настоящее название многотомника «Христос») Н. А. Морозов начал осуществлять в 1918 году. За короткий срок он подготовил фундаментальный труд в десяти объемистых томах. Но издать удалось только семь из них.
В письме к В. И. Ленину от 18 августа 1921 года Н. А. Морозов писал:
Основной задачей своей работы он считал согласовать исторические науки с естествознанием и обнаружить общие законы психического развития человечества на основе эволюции его материальной культуры, в основе которой, в свою очередь, лежит постепенное усовершенствование орудий умственной и физической деятельности людей.
Эта работа Н. А. Морозова, как бы спорны ни были некоторые его выводы, представляет большой методологический интерес. Ученый впервые поставил существенные вопросы в пограничных, между естествознанием и историей, областях.
В последние годы жизни Н. А. Морозов закончил большой труд о теоретических основах геофизики и метеорологии, в котором по-новому подошел к предсказаниям погоды. Эти годы он провел преимущественно в имении Борок, которое по инициативе В. И. Ленина было передано Морозову в пожизненное пользование. В 1932 году он был избран почетным членом Академии наук СССР. Советское правительство присвоило ему звание заслуженного деятеля науки, он был награжден двумя орденами Ленина и орденом Трудового Красного Знамени.