Działalność naukowa thumb|Diagram Jabłońskiego Prowadził prace dotyczące optyki atomowej i molekularnej. W 1933 opublikował w „Nature” komunikat, w którym umieścił schemat poziomów energetycznych cząsteczki barwnika. Jabłoński założył, że cząsteczka barwnika, wykazującego zdolność do fluorescencji i fosforyzowania, musi posiadać co najmniej jeden stan metatrwały M. Schemat ten pozwolił wyjaśnić występowanie różnych form luminescencji obserwowanej w roztworach i został potem nazwany diagramem Jabłońskiego.

Badał także zjawisko ciśnieniowego rozszerzania linii widmowych. Podczas pobytu na Uniwersytecie Stefana Batorego podjął próby zbadania relacji pomiędzy przypadkami granicznymi zaproponowanej przez niego ogólnej teorii ciśnieniowego rozszerzania linii, opartej na zasadzie Francka-Condona, a modelami klasycznymi. W 1938 w „Nature” ukazała się jego praca, przedstawiająca wyniki pomiarów zależności szerokości linii widmowych od temperatury, wykonanych wspólnie z Henrykiem Horodniczym. Ogólną teorię ciśnieniowego poszerzenia linii widmowych opisał w latach 1944–1945 i opublikował w 1945 w „Physical Review”.