Научната му активност е предимно в неврофизиологията. Автор на 225 публикации и 17 книги. Някои от книгите са за широка публика: Сериозно за свръхестественото (1986, бестселър за годината); Сериозно за почти свръхестественото (1989); Психология на успеха - навигация на поведението (2003); Ръководство по арттерапия - лечение с изобразително изкуство (2006).
Проф. Стоян Василев Байкушев е невролог, неврофизиолог и невропсихолог, член-кореспондент на Научното дружество по клинична неврофизиология на Германия. Бил е член на Научния съвет на компанията NSC в САЩ, член на Ню Йоркската академия на науките, член-кореспондент на секция по епилептология на на неврологичното дружество на Куба и член на тематично-научната група по неврофизиология на Европейската федерация на неврологичниге дружества.