С 1939 года работал в Институте автоматики и телемеханики АН СССР. В 1941 году, несмотря на имеющуюся «бронь», ушёл добровольцем на фронт. Демобилизовался в 1945.

В 1946 году защитил докторскую диссертацию по теории нелинейных систем регулирования.

В 1964 году стал лауреатом Ленинской премии за создание универсальной системы элементов промышленной пневмоавтоматики.

C 1964 по 1978 год возглавлял кафедру теоретической механики МФТИ.

В 1982 году по инициативе А. в Институте автоматики и телемеханики была организована лаборатория динамики нелинейных процессов управления, которую возглавил Е. С. Пятницкий. Также в 1982 году на базе первого сектора 25-ой лаборатории, возглавляемой А., по его инициативе была создана лаборатория по обработке больших массивов информации в иерархических системах, которую возглавил доктор технических наук, профессор А. А. Дорофеюк.

Основные работы:

• М. А. Айзерман, И. М. Смирнова О применении методов малого параметра для исследования периодических режимов в системах автоматического регулирования, которые малого параметра не содержат // Памяти А. А. Андронова — М., 1955.

• М. А. Айзерман, Ф. Р. Гантмахер Абсолютная устойчивость регулируемых систем — М.: АН СССР, 1963.

• М. А. Айзерман, Л. А. Гусев, Л. И. Розоноэр, И. М. Смирнова, А. А. Таль Логика. Автоматы. Алгоритмы. — М.: Физматгиз, 1963. — 556 с.

• М. А. Айзерман Теория автоматического регулирования — Издание 3-е, пер. и дополненное. — 1966. — 452 с.

• М. А. Айзерман Классическая механика — Издание 2-е, переработанное. — М.: Наука, 1980. — 367 с.

• М. А. Айзерман, А. В. Малишевский Проблемы логического обоснования в общей теории выбора : Общ. модель выбора и его классически-рацион. основания. Препринт — М.: ИПУ, 1980. — 71 с.

• М. А. Айзерман, А. В. Малишевский Проблемы логического обоснования в общей теории выбора: Прим. анализа рациональности механизмов выбора. Препринт — М.: ИПУ, 1982. — 72 с.

• М. А. Айзерман, А. В. Малишевский Проблемы логического обоснования в общей теории выбора: Уровни и критерии классич. рациональности выбора. Препринт — М.: ИПУ, 1982. — 79 с.

• М. А. Айзерман Теория автоматического регулирования — М.: Наука, 1984.

• М. А. Айзерман, Б. М. Литваков Псевдокритерии и псевдокритериальный выбор: О некоторых обобщениях теории выбора вариантов. Препринт — М.: ИПУ, 1987. — 47 с.

• М. А. Айзерман, Ф. Т. Алескеров Выбор вариантов: основы теории — М.: Наука, 1990. — 236 с.

• М. А. Айзерман, В. И. Вольский, Б. М. Литваков Элементы теории выбора: Псевдокритерии и псевдокритериальный выбор. — 1994. — 216 с.