Область научных интересов Валентина Николаевича Букова — теория автоматического управления, теория оптимального управления, теория систем, бортовые системы управления движением летательных аппаратов.

Стаж работы на кафедрах факультета авиационного оборудования ВВИА составляет 34 года, из которых 17 лет — руководство кафедрами. За время педагогической деятельности поставил пять новых актуальных научных дисциплин.

Более 10 лет исполнял обязанности ученого секретаря Всесоюзной комиссии по адаптивному управлению при АН СССР. В течение ряда лет руководил докторским диссертационным советом академии. Является членом редколлегий журналов «Автоматика и телемеханика» и «Аэрокосмическое приборостроение». Основные научные результаты — создание и развитие новой научной школы в области автоматического управления.

Является автором более 230 научных трудов, включая 7 монографий и энциклопедию по машиностроению, а также 14 учебных пособий.

Под его руководством подготовлены и успешно защищены 12 докторских и более 40 кандидатских диссертаций.

С 2005 г. занимает должность первого заместителя Генерального директора ФГУП «НИИ авиационного оборудования» по науке.

Награжден 11 медалями, включая медаль «За боевые заслуги».