Podwzgórzowa kontrola części przedniej przysadki) która, wielokrotnie wznawiana i tłumaczona, była rewolucyjnym krokiem w dziedzinie badań neuroendokrynologicznych.
Szentágothai cechował się ponadprzeciętną wyobraźnią przestrzenną i uzdolnieniami plastycznymi. Wykorzystał to jako współautor wydanego w roku 1946 wraz z Ferencem Kissem atlasu anatomicznego (wyd. pol. w roku 1975 jako Atlas anatomii człowieka). Atlas ten doczekał się 85 wydań w kilkunastu językach. Szentágothai był autorem większości ilustracji zarówno w tym atlasie, jak i w swoich pozostałych publikacjach. W środowisku naukowym był znany z odręcznego sporządzania ilustracji na tablicy podczas wykładów.
W roku 1963 Szentágothai przyjął propozycję objęcia szefostwa I Wydziału Anatomicznego Uniwersytetu Budapeszteńskiego. Pod jego kierownictwem wydział ten stał się instytucją naukową o międzynarodowej renomie. W Budapeszcie jednym z obszarów badań Szentágothaia stała się początkowo czynność móżdżku. Wykazał on między innymi, że móżdżek steruje kontrolowanymi przez siebie układami poprzez działanie hamujące. Swoje odkrycia zawarł w wydanej w roku 1967 pracy (pol. Móżdżek jako maszyna nerwowa), która stała się jednym z dzieł fundamentalnych dla postępów neurofizjologii. W latach 70.