Сорок лет своей жизни он отдал служению Московскому университету, пройдя путь от студенческой скамьи до профессорской кафедры. На посту ректора он управлял университетом в трудный исторический период, в эпоху притеснений свободной мысли. Он – один из тех учёных, благодаря которым российская наука обрела собственный язык.
Многие ботанические термины, известные нам теперь со школы, например «околоцветник», «завязь», были введены Двигубским в первой четверти XIX века. Предложив термин «завязь» в значении «начатки будущих плодов», он обосновывал это тем, что именно данное слово давно используют садоводы и огородники.
Наряду с преподаванием и административной деятельностью Двигубский всё свободное время был занят сбором материалов для давно задуманных трудов. Два его главных интереса – фауна и флора.
В 1816 году он публикует «Краткое описание всех животных четвероногих и китов, которые водятся в пределах Российского государства, с показанием мест, где именно они водятся». Это был по сути определитель, предназначенный для идентификации 144 видов животных, – разумеется, написанный не по‑латыни, а по‑русски. В следующем году из печати выходит иллюстрированное научно-популярное издание «Изображения и описания животных Российской империи», состоявшее из 12 выпусков и содержавшее описания отдельных видов зверей, птиц, рыб, насекомых и червей. Цель этой серии автор определил так: «по возможности сделать отечественные произведения природы более или лучше известными».
А итогом тридцатилетних трудов Двигубского-зоолога стало издание в 1829–1833 годах «Опыта естественной истории всех животных Российской империи». «Это первый опыт описания всех российских животных, при том на российском языке, для любителей отечественных произведений природы, который вперёд может послужить руководством для дальнейшего исследования оных», – отмечено в предисловии. В томе «Гады, или животные пресмыкающиеся», вышедшем в 1832 году, автор описал закавказскую гюрзу (Macrovipera lebetina obtusa Dwigubsky), единственный подвид этой крупной и смертельно опасной змеи, водящийся на территории современной России и ныне занесённый в Красную книгу РФ.
Иван Алексеевич стал автором первого русского хозяйственного словаря, 12 томов которого вошли сведения о земледелии и огородничестве, садоводстве и пчеловодстве, о шелководстве, звериной, птичьей и рыбной ловле, а также поваренном, дистилляторском и кондитерском искусствах, о виноделии, винокурении, медоварении и многом-многом другом… Подробнее читайте в томе «Знаменитые земляки. Двигубский».