吴天一在人类高原适应学科领域，开拓了“藏族适应生理学”研究，并从整体、器官、细胞和分子几个水平上，提出了藏族已获得了“最佳高原适应性”的论点，这是长期“自然选择”遗传适应的结果，为人类低氧适应建立起一个理想的生物学模式；吴天一对发生在青藏高原的各型急、慢性高原病从流行病学、病理生理学和临床学作了较系统的研究，吴天一所提出的慢性高山病量化诊断标准被国际高山医学协会接纳为国际标准并命名为“青海标准”并于2005年在国际上统一应用；吴天一在青藏铁路修建期间，作为铁道部高原医学专家组组长制定了一系列劳动保护和高原病防治措施，对保证五年14万筑路大军高原病零死亡起到了重要作用。