После свержения царизма в феврале 1917 года Н. А. Морозов на некоторое время вернулся к политической деятельности. Он участвовал в Государственном совещании в Москве в августе 1917 года, был выбран членом Совета Российской республики и в Учредительное собрание от партии народной свободы. Написал ряд политических работ.
С 1918 года и до конца жизни Н. А. Морозов был директором Естественнонаучного института имени П. Ф. Лесгафта, который он и создал. Морозов всячески поощрял исследования, на десятки лет обгоняющие свое время. Труды этого института — свидетельство необычайно широких интересов его директора. В них можно найти оригинальные подходы к решению наиболее трудных проблем астрономии, геологии, биологии и психологии. Человеку, лишенному фантазии, даже не могло прийти в голову, что такие проблемы существуют. Оценивая исследовательскую программу Морозова, одна из сотрудниц института, Н. М. Штауде, писала: «Мы видим, что все мировоззрение Николая Александровича проникнуто одним общим духом, везде он ищет и находит бесконечный ряд аналогичных явлений. Мы видим также, насколько тесно переплетаются вопросы астрономические и физические с проблемами биологии и психологии».
Н. А. Морозова интересовали метеорологические процессы в земной атмосфере. Он рассматривал эти процессы в зависимости не только от свойств самой атмосферы, но и от корпускулярного излучения Солнца (солнечный ветер), от потока космических частиц галактического происхождения.
Как метеоролог Н. А. Морозов практически неизвестен, хотя он и посвятил много времени изучению атмосферных явлений, высказав при этом ряд теоретических соображений и дав объяснения многим атмосферным процессам. Морозов был одним из первых организаторов исследования свободной атмосферы на аэростатах и самолетах и деятельно пропагандировал эти исследования.
В книге «Среди облаков» очень подробно описан вклад авиации в метеорологию и предложены различные пути использования авиации для изучения атмосферы. В эту книгу вошли отрывки из лекций по воздухоплаванию, читавшихся Морозовым в авиационной школе Всероссийского аэроклуба, а также дано очень интересное и важное приложение «О строении кучевых и грозовых облаков». В нем подробно рассмотрены данные полета аэростата, поднявшегося в Петрограде 21 июля 1923 года. В этом полете принимал участие один из талантливейших метеорологов, С. И. Троицкий. Анализируя сделанные им наблюдения, Морозов обратил особое внимание на эволюцию облаков и пришел к ряду выводов, которые подтверждены многочисленными данными современных исследователей и могут считаться общепринятыми. Основные направления исследований Морозова в изучении как микрофизики облаков, так и их динамики дополнены исследованиями синоптических условий образования облаков, еще почти не начатыми во времена полета С. И. Троицкого. Изучение микрофизики облаков имеет непосредственное отношение к вопросу об искусственном воздействии на облака и осадки, что также очень интересовало Морозова.
