Дүйсенбаев Абай Қабақбайұлы педагогика және білім тарихы, тәрбие теориясы мен әдістемесі, қазақ этнопедагогикасы, түркі халықтарының этнопедагогикасы, білім беру жүйесіндегі менеджмент, медиапедагогика, цифрлық педагогика, білім беру жүйесіндегі жасанды интеллект проблемаларымен айналысады. Доцент А.Қ.Дүйсенбаевтың 400-ден астам ғылыми еңбектері мен мақалалары бар. Ол Лондон, Варшава, Прага, София, Москва, Архангельск, Ижевск, Новосибирск, Орынбор, Таганрог, Тольятти, Уфа, Набережные Челны, Новокузнецк, Алматы, Астана, Атырау, Орал, Павлодар, Қостанай, Қарағанды, Қызылорда, Тараз, Шымкент, Петропавл, Түркістан қалаларында өткізілген 100-ге жуық халықаралық, республикалық ғылыми конференцияларға, симпозиумдар мен форумдарға қатысты. Сонымен қатар А.Қ.Дүйсенбаевтың «Тәрбие теориясы мен әдістемесі» оқулығы (Астана, 2022), «Педагогика» оқулығы (Астана, 2018), «Жоғары мектеп педагогикасы» оқулығы (Алматы, 2025), «Ерлік дәстүрлері арқылы оқушыларды отансүйгіштікке тәрбиелеудің педагогикалық негіздері» оқу құралы (Ақтөбе, 2008), «Педагогикалық менеджмент негіздері» оқу құралы (Ақтөбе, 2021), «Этнопедагогика» оқу құралы (Ақтөбе, 2020), «Қазіргі менеджменттегі корпоративтік мәдениет» оқу құралы (Ақтөбе, 2019), «Психология» оқу құралы (Алматы, 2017), «Педагогикалық мамандыққа кіріспе» оқу құралы (Алматы, 2018), «Дәстүрлі түркілік тәрбие тағылымдары» монография (Алматы, 2020), «Түркі халықтарының этнопедагогикасы» монография (Алматы, 2021), «Этномәдени тәрбие беру: дәстүр мен сабақтастық» монография (Алматы, 2023), жалпы білім беретін орта мектеп мұғалімдерінің факультатив және элективті курстарды ұйымдастыруға арналған «Отантану» оқу-әдістемелік құралы (Ақтөбе, 2014), жалпы білім беретін орта мектептің 10-сынып оқушыларына арналған «Отантану» арнайы курсының оқу бағдарламасы (Ақтөбе, 2002) оқу үдерісіне қажеттілігіне байланысты қолданылып келеді. Web of Science деректер базасында 7, Scopus деректер базасындағы журналдарда мақаласы 8 және 2 авторлық куәлігі бар. Хирш индексі – 3 (Scopus).