Zichichi opera, soprattutto, nel campo della fisica delle particelle elementari. Ma è conosciutissimo al vasto pubblico, per la sua attività di divulgatore di scienza, con presenze televisive, che mirano ad aumentare l’attenzione dei media sul mondo scientifico. Autore, anche, di numerosi libri e saggi, egli, che si dichiara credente, ha sempre sostenuto l'assenza di contrasti tra la scienza e la fede, tesi alternativa al pensiero di molti suoi colleghi. Non stupiscono, quindi, le aspre critiche al suo libro Galilei, Divin Uomo, dove analizza le vicende del processo a Galileo Galilei, negando l'esistenza di uno scontro tra lo scienziato (la scienza) e la Chiesa cattolica, e la contrapposizione, in genere, tra i due ambiti.
In un libro, tra i suoi più venduti,  Il Vero e il Falso (2002) porta avanti la sua battaglia parallela contro l’astrologia e le superstizioni in particolare, come quelle legate alla numerologia, molto diffuse.
Le sue tesi “da credente”, lo hanno portato a criticare la stessa teoria darwiniana dell'evoluzionismo, che non avrebbe prove scientifiche né matematicamente, né biologicamente, nè paleontologicamente. Egli sostiene che la teoria di Darwin sia, piuttosto,  basata su un atto di 'fede' nella non esistenza di Dio, così carente di prove scientifiche da abbondare di anelli mancanti e passaggi miracolosi.
Così come con Darwin, Zichichi critica le teorie creazioniste. Nel suo libro Perché io credo in Colui che ha fatto il mondo, egli contrappone a queste una diversa visione, perché se esistano prove dell'evoluzione delle specie viventi (e anche dell'uomo) non è dimostrato che siano solo il prodotto di un’evoluzione biologica, né prova dell'evoluzione delle specie, così come detto.
Lo scienziato trapanese sostiene, infatti, contrariamente alle teorie dell'evoluzione della specie, che tutte le forme di vita presentano elementi di complessità contemporanee e in una forma subito perfetta, questo per permettere all'organismo (o una parte di esso) di esistere. Zichichi, cioè, non vede alcuna contraddizione fra le concrete scoperte scientifiche e l'esistenza di un Creatore, o “disegno intelligente”.
In quest’ultimo libro (Perché io credo in Colui che ha fatto il mondo) Zichichi scrive:
“Nata con un atto di Fede nel Creato, la Scienza non ha mai tradito il Suo Padre. Essa ha scoperto - nell'Immanente- nuove leggi, nuovi fenomeni, inaspettate regolarità, senza però mai scalfire, anche in minima parte, il Trascendente.”

La comunità scientifica, in gran parte, non condivide la visione dello scienziato, sostenendo che le le teorie evoluzionistiche sarebbero comprovate da numerose prove sperimentali, in varie discipline scientifiche come la biologia molecolare, la paleontologia e la genetica, e da molte leggi scientifiche documentate (ad esempio il principio di entropia).