Выдающийся ученый в области физикохимии, материаловедения и технологии энергетических конденсированных систем (порохов, твердых ракетных топлив, взрывчатых составов, пиротехнических материалов) и боеприпасов, академик Российской академии наук, академик Российской академии ракетных и артиллерийских наук, доктор химических наук, автор 874 научных работ, в том числе 12 книжных изданий (монографий, справочников, учебных пособий) и 355 патентов. Области научных интересов составляют: фундаментальные, поисковые и прикладные исследования физико-химических и термодинамических свойств энергетических конденсированных систем и компонентов их составляющих, закономерностей процессов горения и взрыва этих систем; исследования в области диффузии и фазового равновесия в энергетических полимерных системах; исследования в области материаловедения композитов; исследования в области синтеза и технологий получения низко- и высокомолекулярных энергетических соединений; разработка твердых топлив для ракетных комплексов различного назначения, порохов и пороховых зарядов для ствольных систем вооружения (стрелкового и минометного оружия, систем танковой, полевой и морской артиллерии), средств инициирования и пиротехнических материалов, взрывчатых составов и технологий их промышленного производства; работы по созданию боеприпасов и технологиям их утилизации, по применению энергетических материалов в гражданских отраслях промышленности. Многие разработки нашли применение в различных системах вооружения и военной техники. Ю.М.Михайлов крупный организатор промышленности боеприпасов и спецхимии. Под его непосредственным научно-организационным руководством в 2005-2008 гг. разработана первая стратегия развития промышленности боеприпасов и спецхимии Российской Федерации, выполнен ряд федеральных целевых программ в части боеприпасов и спецхимии, организована разработка новых перспективных энергетических компонентов, созданы их современные производства, организована работа по восстановлению утраченных отечественных производств уникальных энергетических компонентов, созданы федеральные казенные предприятия в промышленности боеприпасов и спецхимии. Ю.М.Михайлов в 2009 - 2014 гг. председатель научно-технического совета Военно-промышленной комиссии при Правительстве Российской Федерации - заместитель председателя Военно-промышленной комиссии при Правительстве Российской Федерации, а с 10 сентября 2014 г. является председателем научно-технического совета Военно-промышленной комиссии Российской Федерации - заместителем председателя коллегии Военно-промышленной комиссии Российской Федерации. Он отвечает за экспертное и аналитическое обеспечение Военно-промышленной комиссии Российской Федерации и ее коллегии, участвует в реализации государственной научно-технической и инновационной политики в области вооружения, военной и специальной техники, в формировании предложений по организации производства высокотехнологичной конкурентоспособной продукции двойного назначения, фундаментальных и прикладных исследований, направленных на повышение обороноспособности страны и безопасности государства. Ю.М.Михайлов также курирует в коллегии Военно-промышленной комиссии Российской Федерации вопросом организации промышленной безопасности на предприятиях боеприпасов и спецхимии, вопросом развития новых материалов, являясь председателем экспертно-координационного совета по развитию высокотехнологичной области «Технологии новых материалов и веществ» (в рамках соглашения Правительства Российской Федерации и Госкорпорации «Росатом»). Ю.М.Михайлов является членом Комиссии по научно-технологическому развитию Российской Федерации, научного совета при Совете Безопасности Российской Федерации, Межведомственной комиссии Совета Безопасности Российской Федерации по военной безопасности, членом Морской коллегии при Правительстве Российской Федерации, Правительственной комиссии по перспективным исследованиям и технологиям, председателем Совета по технической химии и новым материалам коллегии Военно-промышленной комиссии Российской Федерации, Совета коллегии Военно-промышленной комиссии Российской Федерации по электротехническим изделиям для вооружения, военной и специальной техники. В Российской академии наук, является членом Президиума РАН, председателем совета РАН по исследованиям в области обороны, научного совета РАН по горению и взрыву, научного совета РАН по химии, технологии и применению энергетических конденсированных систем, научного совета РАН по проблеме «Координатно-временное и навигационное обеспечение». Начиная с 2002 г., по его инициативе и под его председательством организуются и проводятся всероссийские конференции «Энергетические конденсированные системы», посвященные памяти академика Б.П.Жукова. Ключевые слова Физикохимия энергетических конденсированных систем.