Занимался вопросами теоретической электрохимии, электрохимической и газовой коррозии, жаростойкости новых конструкционных материалов.
Является родоначальником направлений в развитии науки о коррозии металлов.
Основные публикации:
Теория коррозии и защиты металлов / Н. Д. Томашов. Акад. наук СССР. Ин-т физ. химии. - Москва : Изд-во Акад. наук СССР, 1959. - 592 с.
Титан и коррозионностойкие сплавы на его основе / Н. Д. Томашов. - Москва : Металлургия, 1985. - 81 с.
Теория коррозии и коррозионностойкие конструкционные сплавы : [учеб. пос. для вузов по напр. "Металлургия"] / Н. Д. Томашов, Г. П. Чернова. - Москва : Металлургия, 1993. - 413 с.; ISBN 5-229-00923-3
В. В. Глазова, И. И. Корнилов, В. Н. Модестова, Н. Д. Томашов, “Коррозионное поведение сплавов системы титан – кислород в растворах серной кислоты”, Докл. АН СССР, 165:1 (1965), 136–139
1963
2.
Н. Д. Томашов, Н. М. Струков, “Влияние частоты переменного тока на процесс пассивирования титана”, Докл. АН СССР, 152:5 (1963), 1177–1180
3.
Н. Д. Томашов, Н. М. Струков, Ю. Н. Михайловский, “Влияние частоты переменного тока на скорость коррозии титана в серной кислоте”, Докл. АН СССР, 150:4 (1963), 852–855
1961
4.
Н. Д. Томашов, Р. М. Альтовский, М. Я. Кушнерев, “Исследование структуры пассивных окисных пленок на поверхности титана”, Докл. АН СССР, 141:4 (1961), 913–916
5.
Е. Н. Палеолог, А. З. Федотова, Н. Д. Томашов, “Кинетика электродных процессов и механизм саморастворения германия $n$- и $p$-типов с различным
удельным сопротивлением”, Докл. АН СССР, 137:4 (1961), 900–903
1960
6.
О. Г. Дерягина, Е. Н. Палеолог, Н. Д. Томашов, “Анодное растворение германия с $p$ – $n$-переходом”, Докл. АН СССР, 133:2 (1960), 388–391
7.
Е. Н. Палеолог, К. С. Короткова, Н. Д. Томашов, “Кинетика электродных процессов на кремниевом электроде в кислых и щелочных растворах”, Докл. АН СССР, 133:1 (1960), 170–173
8.
Н. Д. Томашов, Н. И. Исаев, “Изучение анодных процессов при коррозионном растрескивании металлов”, Докл. АН СССР, 132:2 (1960), 409–412
1958
9.
Н. Д. Томашов, Р. М. Альтовский, А. Г. Аракелов, “Анодная защита титана в серной кислоте”, Докл. АН СССР, 121:5 (1958), 885–888