Tematyka badań naukowych Prowadził badania naukowe w dziedzinie termodynamiki, fizyki molekularnej i radiotechniki. Najchętniej zajmował się – od młodości do końca życia – zagadnieniami z zakresu fizykochemii koloidów, którymi zainteresował go jego mistrz, Marian Smoluchowski. Zachęcał do podejmowania tych tematów swoich wychowanków i współpracowników. Jeden z nich, Kazimierz Gostkowski, wspominał radę prof. Malarskiego:
Wskazaną przez Smoluchowskiego tematykę badań Malarski podjął bezpośrednio po studiach. W ramach swojej pracy, opublikowanej w roku 1918 w kilku językach, analizował zjawiska występujące w czasie filtracji hydrozoli (zob. zole, koloidy liofilowe i liofobowe, zjawisko elektrokinetyczne, potencjał elektrokinetyczny). Wykazał np., że ładunek miceli hydrozolu żelaza zmienia znak na przeciwny po kilkukrotnym filtrowaniu przez bibułę lub watę szklaną, a micele zolu srebra zmieniają ładunek + na – i odwrotnie pod wpływem dodatku i filtrowania. Te odkrywcze spostrzeżenia i wyniki dalszych badań stały się podstawą nadania T. Malarskiemu stopnia doktora, a następnie habilitacji. Były cytowane m.in. przez Herberta Freundlicha w jego „Kapillarchemie”, oraz innych wybitnych specjalistów w tej dziedzinie. Istotnym osiągnięciem T.