1970년 MIT 기계공학과 부교수로 부임하여 동 대학 생산기술연구소장, 기계공학과 학과장, 석좌교수를 거쳤다. 여전히 MIT 기계공학과의 Ralph E. Cross Professor라는 직함을 가지고 있으나 현재 한국과학기술원 총장을 맡고 있다.
MIT 교수로 재직중에도 산업계와 정부에서도 일하였다. 여러 회사의 이사이며, TREXEL, Inc.를 설립하였다. 특히 1984년에서 1988년까지 미국 과학재단(NSF)의 공학담당부총재[대통령 추천 및 상원 인준으로 임명]를 역임하면서 미국 정부의 공학담당 연구개발의 총 책임을 맡았다.
학문적으로는 마찰공학, 제조과학기술, 설계과학분야에서 세계적인 인지도를 지니고 있으며, 공리적 설계이론[소비자로부터 받은 요구를 분석해 그것을 어떻게 해결하는지에 대한 일련의 과정을 연구하는 분야] 라는 분야를 만들었다. 지금까지 300편 이상의 논문을 발표했으며 50여개의 특허를 보유하고 있다.
그밖에 국제적 기업과 미국 정부기관, UN, 세계은행 등에서 기술자문을 하였으며, 스웨덴 왕립 공학 아카데미(IVA)해외회원, 미국기계학회 생산성 위원장, 미국 기계공학회 평생회원, 한국과학기술한림원 평생회원, International Journal Robotics & CIM 편집장, Journal of Intelligent Manufacturing 편집위원 등을 맡기도 했다.
국내에서는 1980년대 초반에 한국의 경제개발 5개년 계획안의 작성에 자문한 것을 비롯, 한국 정부기관에 대한 각종 자문과 산업체 및 한국생산기술연구원의 고문을 역임하기도 했다.
ASME 블랙올 상 공동수상(82), NSF 올해의 국가공학자 상(87), NSF 우수 업적상(88), ASME 마찰학 최고논문상 공동수상(93), KBS 해외 동포상(95), 호암상 공학상(97), 영국 공학설계원 힐스 밀레니엄상(01), 미국 학제교육협회 아카데미 명예금상 및 CIRP 최고 영예상 등의 상을 수상하였다.

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미국에서 성공해서 잘 살던 사람에게 조국을 위해서 봉사하라는 명분으로 데려와서는 여론 재판하면서 돌던지기 하면서 서남표 죽이기를 하고 있다. 

유독 서남표를 까는 언론들은 소위 진보라고 하는 언론이 대부분인데 그 이유가 신기하다.  조선일보가 서남표에 대해 좋은 기사를 실었던 적이 있기 때문(미디어오늘)이라거나, 혹는 MB가 임명했다거나 혹은 공부안하고 촛불시위하던 학생들 징계했기 때문(노컷뉴스)이란다.

즉 이사람의 능력에 상관없이 정치적 이유로 이 사람이 밉보였던것이다.  그러던 차에 카이스트 학생 자살 사건이 벌어지니 집요하게 물고 늘어지는 것이다. 



모쪼록 외국에서 성공해서 잘사는 한국인들아. 어설프게 조국을 위해 봉사한다는 생각으로 한국에 들어오지 말기 바란다.  한국은 잘난 사람들 시기하는 사람들이 넘쳐나서 흠잡기에 나설것이며 혹시 보수 언론에 칭찬이라도 받으면 진보들이 달려들어 물어 뜯는 그런 나라다.

부디 외국에서 편하게 살기 바란다. 한국은 외국에서 성공한 천재들을 수용할 능력이 있는 나라가 아니다.