早在1971年安芷生首先将古地磁磁性地层学方法引入中国的第四纪研究，他作为国内最早开展第四纪磁性地层学的研究者之一，进行了午城黄土、洛川黄土剖面和华北平原的磁性地层学研究，与刘东生一起建立了黄土序列中的较精确的B／M界限。他与李华梅、王俊达一起在地球化学研究所建立了我国第一个专注于第四纪研究的古地磁实验室。80年代初，他在澳大利亚国立大学工作期间，对最近300万年澳洲磁性地层进行了标定，并以此提出澳洲沙漠化发生在最近40万年内。此观点迄今仍被广泛引用。1985年，通过磁性地层学方法，进一步测定并修正了蓝田猿人年龄（陈家窝蓝田猿人年龄为65万年，公主岭蓝田猿人为115万年），结果已在环太平洋考古会议上报告，受到了与会者的赞赏。
三、过去全球变化
安芷生除与刘东生建立了最近250万年黄土高原环境变迁序列以外，还建立了较短时间尺度（包括最近13万年和最近2万年）中国古环境变迁序列，尤其是对最近2万年中国古环境序列进行了重建。1988年夏，安芷生代表中国代表团在ICSU年会上作了报告，与吴锡浩等人提出了末次冰期极盛期和全新世最佳期中国古环境略图，指出了它与太阳辐射和东亚季风变迁的密切关系，并认为距今9 000～5 000年全新世最佳期中国古环境的状况可视为未来全球变化的一种相似形。这一报告受到ICSU和美国全球变化委员会及叶笃正教授的赞扬。他与丁仲礼等重新研究了距今约50万年的S5古土壤发育时中国北方的气候状况，认为当时的年降雨量高出现代100～150mm，年均气温高出现代3～5℃，这一时期也可视为未来可能的增温效应的另一相似形。
根据刘东生教授对黄土地层划分的雨期和间雨期概念，通过多年与吴锡浩、卢演俦的共同研究，他认识到黄土是冬季风盛行，夏季风萎缩时的环境产物，而古土壤则是夏季风强盛时的环境产物。因此，黄土与古土壤相互交替的序列记录了冬季风环境效应突出期与夏季风环境效应突出期相互交替的历史。过去人们多从冰期间冰期气候旋回的全球模式去理解中国黄土—古土壤序列的形成，这无疑是正确的，但并没有突出区域气候的特点。从季风气候条件下理解中国黄土、古土壤的形成可能更接近于实际。古季风气候可视为全球冰川气候旋回在东亚这一特定区域的体现。这一概念受到南京大学杨怀仁教授的充分肯定，并受到美国威斯康星大学著名古气候学家J．Kutzbach的赞扬。Kutzbach认为，这一观点基本上s阐明了东亚环境变迁的模式。同时，安芷生组织了10位国内中年科学家共同撰写了“最近13万年中国古季风记录”一文，认为中国中、东部的古气候变迁在很大程度上受着季风环流的控制，这是理解中国晚新生代环境变迁的一个决定性的动力学因素，并且系统提出了最近13万年古季风变迁的记录、序列、模式和机制及其所反映的海、陆、气三者相互作用的关系。
目前，安芷生担任了国际第四纪地质联合会黄土委员会主席、国际地科联更新统地层分委员会委员、中国科学院和美国科学院全球变化联合委员会委员等职务。在繁忙的科研工作之中，他作为中国科学院西安黄土与第四纪地质研究室的领导人之一，领导开展了古地磁、孢粉、14C测年、热释光测年、稳定同位素、地球化学、树轮、古生物等各种研究，广泛地进行国际合作。在他的带领下，相信中国黄土与第四纪地质研究将有更广阔的研究前景。