Будучи физиком по образованию, ещё до космических полётов С.В. Авдеев участвовал в разработке и отладке первого советского космического гамма-телескопа «Гамма-1», предназначенного для измерений гамма-излучений различных объектов от центра нашей галактики до пульсаров. На основании данных, полученных от работы этого телескопа, с 1990 года было написано более 4500 научных статей.