Основными научными сферами интереса профессора Мкртумяна являются патогенетические и генетические аспекты сосудистых осложнений сахарного диабета 2 типа. Его программа исследований по сахарному диабету и метаболическому синдрому сфокусирована на изучении современных подходов к терапии осложнений при нарушении углеводного обмена.
Профессор Мкртумян А.М. является научным редактором журнала «Эффективная фармакотерапия в эндокринологии», членом редколлегий ряда ведущих российских медицинских журналов.
Автор более 300 публикаций, в том числе 3-х монографий, 8-ми методических пособий, 1 справочника врача, соавтор фундаментального труда «Рациональная фармакотерапия заболеваний эндокринной системы и нарушений обмена веществ». Под его руководством защищено 4 докторских и 20 кандидатских диссертаций.
А.М. Мкртумян является членом правлений и научных комитетов Российской Ассоциации Эндокринологов, Европейской ассоциации по изучению сахарного диабета – EASD, Американской Диабетической Ассоциации (ADA).