Физико-химик и биофизик, член-корреспондент АН СССР (1966).
Основные работы в области физики молекул полимеров и молекулярной биофизики. Автор теории интенсивностей в колебательных спектрах молекул; развил статистическую физику макромолекул на основе так называемой поворотно-изомерной теории; провёл теоретические и экспериментальные исследования строения и свойств молекул, полимеров и биополимеров.
Основал школу в области теории физики макромолекул.
Государственная премия СССР (1950).
В Российском государственном архиве в г. Самаре на постоянном хранении находятся заявочные материалы на изобретения Волькенштейна М.В. (Ф. Р-1).
Перечень этих документов представлен в базе данных «Патентный каталог».
Подробнее с документами и базой данных можно ознакомиться в читальном зале архива по адресу: г. Самара, ул. Мичурина, д. 58.