Принципиально новым результатом проведенных им исследований является обнаружение в обычных пламенах низкотемпературной предпламенной зоны, в которой топливо превращается в промежуточные и частично в конечные продукты горения при значительном отставании температуры реагирующей смеси от теоретической. Этот факт не укладывается в общепринятые представления о процессе горения и свидетельствует о неизвестном ранее фундаментальном явлении – низкотемпературном предпламенном процессе. На основе обнаружения низкотемпературной зоны пламен Г.И. Ксандопуло показал возможность единого теоретического объяснения феноменологии всех видов пламен, включая и чисто тепловые. Развитие теоретических представлений о химизме процессов в волне горения позволило существенно расширить области практических приложений процессов горения в народном хозяйстве, особенностью которых является использование горения в качестве химико-технологического приема, а не только источника тепловой энергии.
Разработанные теоретические представления позволили предположить ряд принципиально новых технологий с использованием процессов горения: инициированный пламенем пиролиз углеводородного сырья, синтез целевых продуктов в пламенях, ингибирование горения газовых и конденсированных систем, оптимизация работы двигателей внутреннего сгорания, свс-технология.
Осуществлено промышленное внедрение огнеупорных материалов серии «фурноп» на 120 крупных предприятиях страны, а также на Кубе, создано совместное производство «фурнона» в Китае, достигнута договоренность о создании таких же пред- приятий в США и Германии.
В 1992 году постановлением Кабинета Министров Республики Казахстан за выдающиеся результаты фундаментальных и прикладных исследований, выход казахстанской науки на уровень передовых достижений в мире, за крупный вклад в подготовку высококвалифицированных специалистов и научных кадров профессора Г.И. Ксандопуло, Б.Я. Колесников, З.А. Мансуров, А.А. Сагиндыков удостоены Государственной премии республики Казахстан в области науки, техники и образования за цикл работ «фундаментальные исследования химических основ процессов горения», опубликованных в 1971-1991 годах.
За успешную разработку новых высоких технологий и их промышленную реализацию в 1994 году Г.И. Ксандопуло был избран действительным членом российской Академии технологических наук.
Г.И. Ксандопуло приложил много сил и энергии для организации и развития в Казахстане исследований в области химической физики. Благодаря уникальным научным результатам, полученным в ходе многолетней целенаправленной работы, создана оригинальная казахстанская школа химической физики.
Особо следует отметить выполнение большого количества работ коллективом, возглавляемым Г.И. Ксандопуло, по заданиям военно-промышленной комиссии при совете