А.А. Попов работает в университете УрФУ с 1970 года на кафедре термообработки и физики металлов ассистентом (1970-1976), доцентом (1976-1989), профессором (1989-1991), заведующим кафедрой (с 1991 по настоящее время). С 2009 по 2010 г. – проректор технического университета по научной и инновационной работе, с 2010 по 2012 г. – проректор по науке федерального университета. В 1974 году им защищена кандидатская, а в 1989 г. – докторская диссертации.
А.А. Попов – талантливый педагог и организатор образовательного процесса. Им подготовлены и прочитаны авторские спецкурсы по физическому материаловедению и теории превращений в металлах и сплавах, получившие высокую оценку специалистов. Он одним из первых в университете и России стал инициатором двухуровневой подготовки по направлению «Материаловедение и технология новых материалов», выпускники которого очень востребованы на предприятиях и проектных, исследовательских организациях Уральского региона.
А.А. Попов – создатель научной школы по изучению фазовых и структурных превращений в сплавах с высокой удельной прочностью, известный в России и за рубежом специалист в области материаловедения и технологии обработки сталей, цветных сплавов и их интерметаллидов, один из руководителей Уральской школы металловедов. Он поддерживает постоянные научные контакты с ведущими университетами и академическими институтами России, СНГ в рамках выполнения международных проектов, грантов, федеральных и ведомственных целевых программ.
А.А. Попов ведет активную организационную работу по созданию и оснащению современных исследовательских центров и лабораторий, подготовке кадров высшей квалификации, распространению научных знаний. Под его непосредственным руководством в УрФУ созданы научно-образовательные центры – по наноматериалам, «Новые металлсодержащие материалы и технологии в металлургии», учебно-научный центр «Аэрокосмического материаловедения» и др., которые позволяют проводить исследования и готовить кадры по материаловедению на мировом уровне.
А.А. Попов является председателем Совета по защите докторских диссертаций, идейным вдохновителем и бессменным председателем оргкомитета с 1999 г. международной Уральской школы-семинара металловедов – молодых ученых, членом редколлегии журнала «Титан», был председателем научно-технической комиссии университета, заместителем председателя Ученого совета университета, Объединенного совета по физико-техническим наукам УрО РАН, Совета государственных программ «Новые материалы» и «Металл – водород», головного научного Совета Министерства образования и науки России «Материаловедение и металлургия».
Им подготовлено 3 доктора и 25 кандидатов технических наук, опубликовано три монографии и справочника, четыре учебных пособия с грифом УМО, более 230 научных статей, получено 8 патентов. За цикл своих исследований в области теории фазовых и структурных превращений в сплавах на основе титана и материалов с наноструктурой А.А. Попов был трижды удостоен Государственной научной стипендии для выдающихся ученых (1994-1996, 1997-1999, 2000-2002), награжден медалью ассоциации космонавтики имени Пилюгина (2002), медалью – премией им. Грум-Гржимайло академии инженерных наук РФ (2006), медалью академика Семенова (2008).
За плодотворную учебную, научную, административную работу А.А. Попов награжден грамотами главы города Екатеринбурга, губернатора Свердловской области, Полномочного представителя Президента по УрФО, знаком «Почетный работник Высшей школы РФ» (2000 г), удостоен звания «Заслуженный деятель науки РФ» (2006 г). Почетный профессор Уральского федерального университета (2012).