В результате многолетнего упорного труда, на основе огромного экспериментального материала академик Н.В. Цицин разработал оригинальные методы отдаленной гибридизации, имеющие большое научное и практическое значение. Им создан ряд схем, которыми широко пользуются селекционеры. Такова, в частности, схема, позволяющая избегать появления исходных форм при повторном скрещивании, подбирая пары для скрещивания только за счет лучших константных и инконстантных гибридных растений, возникающих в разных поколениях. Многочисленные экспериментальные синтезы новых видов растений позволили ученому сформулировать оригинальную теорию видообразования в растительном мире, в соответствии с которой новые константные виды появляются через серию временных неустойчивых видов.
Плодотворную научную работу академик Цицин всю жизнь успешно сочетал с научно-организационной, государственной и общественной деятельностью. На протяжении многих лет он возглавлял Сибирский научно-исследовательский институт зернового хозяйства (организатором которого он был), Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Нечерноземной зоны (НПО «Подмосковье» в Немчиновке), Государственную комиссию по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур при Министерстве сельского хозяйства СССР, Отделение растениеводства и селекции ВАСХНИЛ. В 1938 г. и в послевоенные годы он был директором Всесоюзной сельскохозяйственной выставки (ВСХВ, ныне ВВЦ), в создание и деятельность которой он вложил много сил. Цицин был инициатором создания Главного ботанического сада АН СССР. Благодаря его усилиям и выполняемым под его руководством работам Главный ботанический сад АН СССР, бессменным руководителем которого он был с 1945 г. и до конца своей жизни, превратился в методический и координационный центр научных исследований, проводимых всеми другими ботаническими садами нашей страны.
