Развивая научные идеи русских и советских ученых-металловедов, Николай Тимофеевич Гудцов основал новую школу в области металловедения и термической обработки стали. Им разработаны теория твердых растворов, теория кристаллизации стали, физическая теория ликвации, теория отпуска закаленной стали, теория графитации стали, а также изучено влияние примесей на строение и свойства стали.

Начальник кафедры «Материаловедение и технологии» ВВИА им. проф. Н. Е. Жуковского с 1946 по 1951 г.

Н. Т. Гудцов впервые в СССР составил фундаментальные курсы для вузов: «Специальная сталь, ее свойства, обработка и применение» (1920—1928), «Металлография и термическая обработка стали» (1924—1932).

Награжден орденом Ленина, 2 другими орденами, а также медалями.