После окончания с отличием академии Иннокентий Николаевич Белоглазов был оставлен для дальнейшей службы и прошел должности старшего инженера НИЛ, преподавателя, старшего научного сотрудника НИЛ, старшего преподавателя, начальника кафедры. После увольнения из Вооруженных Сил — профессор академии.

С 1960-х гг. занимался вопросами дискретного наведения летательных аппаратов, обоснованием требований к обеспечивающей их полет информации; результаты данных исследований были изложены в двух монографиях. Является одним из создателей теории навигации по геофизическим полям. Среди его работ имеются исследования, легшие в основу крупномасштабных разработок систем управления нового вида стратегического оружия — крылатых ракет воздушного, морского и наземного базирования, что способствовало его быстрому и успешному созданию в СССР. С 1982 г. проводит исследования в новом направлении, соединяющем идеи навигации по геофизическим полям и стереофотограмметрии, а также в направлении цифровой обработки изображений, автоматического обнаружения и распознавания малоразмерных объектов методом дистанционного зондирования поверхности Земли.

Автор более 200 научных трудов. Член редколлегии журнала «Известия РАН. Теория и системы управления».

Подготовил доктора и более 30 кандидатов технических наук. Был членом докторского диссертационного совета факультета авиационного оборудования.

Отмечен общественными организациями медалью им. П. Капицы (РАЕН), медалью академика М. В. Келдыша от Федерации космонавтики и медалью академика С. П. Королева.

Награжден орденом Красной Звезды и 11 медалями.