Вперше в світі здійснив радіокерування об'єктами та електричний запис звуку. Першим в Україні та Росії розпочав вивчення радіоактивності, фотогальваніки, Х-променів. Микола Пильчиков — автор понад 25 оригінальних приладів та установок, конструктор фонографа, диференційного ареометра, термостата, сейсмографа,рефрактометра, спектрополяриметра т.і.