程国栋院士在国家组织的青藏铁路建设联合攻关项目中担任重要角色，他的突出贡献赢得了1978年全国科学大会的重大科技成果奖。他以"青海热水煤矿地下冰地段路堤试验"为例，创新性地将实体工程观测、近似解析计算与计算机数值模拟相结合，这一结合不仅解决了工程难题，还在冻土理论研究上取得了重大突破，其成果在第三届国际冻土会议上发表，获得了国际同行的高度评价。
在交通部主持的"青藏公路多年冻土地区黑色路面修筑技术"项目中，程国栋院士专注于"青藏公路改建沥青路面工程中的冻土问题研究"，表现出色。该项目因显著的科技进步荣获1987年国家一等奖，程国栋因此获得荣誉证书。在此基础上，他作为第二作者编撰的专著《冻土路基工程》更是取得了非凡成就，于1990年荣获全国优秀科技图书二等奖，进一步巩固了他在冻土工程领域的权威地位。
研究员、博士生导师、中科院院士、寒区旱区环境与工程所所长、冻土工程国家重点实验室主任、中科院兰州分院院长、国际冻土协会主席、中国地理学会常务理事、中国地理学会冰川冻土分会主任、荷兰杂志《寒区科学与技术》编委、英国杂志《多年冻土与冰缘过程》编委、中国西部资源环境科学研究中心首席科学家等职。