По силе и глубине изобретательского таланта, широте интересов, чрезвычайной настойчивости в работе и трудоспособности Бенардос занимает одно из первых мест среди изобретателей мира. Ему принадлежит около 200 оригинальных изобретений в различных областях техники, сельском хозяйстве, транспорте и т. д. Многие его идеи не потеряли своего значения и сейчас. Среди его изобретений: железные бороны и углубители, скороварки и молотильные машины, паровые ножницы и пневматическая поливалка, пароходные колёса с поворотными лопастями и охотничьи лодки, краны, турбины для гидроэлектростанций и пушка для метания канатов на терпящий бедствие корабль, летательные аппараты и станки для обработки металла и дерева, пневматические и вагонные тормоза и ветряной двигатель, десятки модификаций замков, подъёмников, патронов, пуль (в том числе пуля со смещённым центром) и мин.

Мировую славу Бенардосу принесло изобретение электрической дуговой сварки и резания металлов — одного из самых важных современных технологических процессов. Особенно много внимания он уделял дуговой сварке угольным электродом, которая и названа «Способом Бенардоса». Николая Бенардоса справедливо считают родоначальником дуговой электросварки, поскольку он наметил главные направления её развития, разработал основные принципы многих современных способов дуговой сварки. Кроме того, Бенардос создал много конструкций сварочных автоматов, разработал способы дуговой сварки разными электродами, дугового резания, подводной сварки и резания, сварки на вертикальной поверхности. Он изобрёл оригинальные способы точечной и шовной контактной электросварки.