我國首批箭載、星載太空探測儀的設(shè)計研制、衛(wèi)星軌道計算；參加我國第一、第二顆人造衛(wèi)星的總體設(shè)計和衛(wèi)星系列規(guī)劃制訂，“東方紅一號”衛(wèi)星總體設(shè)計組副組長（“東方紅一號” 衛(wèi)星是中國的第一顆人造衛(wèi)星，由以錢學森、潘厚仁為中心的中國空間技術(shù)研究院研制，當時共做了五顆樣星，結(jié)果第一顆衛(wèi)星就發(fā)射成功。）；

曾受聘為國家科委“空間專家組”專家，開展了中美、中德太空科學與應(yīng)用的合作交流。退休前為中國科學院“空間科學與應(yīng)用總體部”副主任兼“載人航天工程應(yīng)用系統(tǒng)”副總指揮。現(xiàn)為 “中國空間科學學會”理事；CNCOSPAR副秘書長；“中國空間法學會”常務(wù)理事兼副秘書長，中國空間科學學會科普委員會副主任等。在國內(nèi)、外會議及刊物上發(fā)表了60余篇論文、報告及多種專著、譯著。發(fā)表科普文章10余篇。所參加和負責的工作曾獲七項國家和中科院成果獎。獲全國科普先進個人獎。

近年來，潘厚仁在全國各地做《太空人的衣食住行》等科普講座，幽默睿智的話語引起廣大師生對太空科技的濃厚興趣，并且展出了一些他與楊利偉等對媒體禁止公布的珍貴私密照片。