С.А.Моисеев является специалистом в области методики разведки месторождений нефти и газа. Он занимается вопросами детального строения продуктивных отложений, закономерностей размещения и строения углеводородных залежей, их локального прогноза как на территории Восточной, так и Западной Сибири.
За время работы С.А.Моисеев участвовал в разработке моделей геологического строения ряда наиболее крупных месторождений Восточной Сибири. Отдельные научные и методические рекомендации по планированию геологоразведочных работ на нефть и газ, предложенные С.А.Моисеевым, нашли своё подтверждение в практике поискового и разведочного бурения. С.А.Моисеев активно работал по совершенствованию стратиграфической схемы венда и кембрия Сибирской платформы.
За последние 5 лет при его непосредственном участии разработаны региональные модели геологического строения и нефтегазонсности южных районов Сибирской платформы. С.А.Моисеев является одним из исполнителей при проведении научного сопровождения геолого-разведочных работ на отдельных лицензионных участках в Восточной Сибири.
Он активно участвует в научно-исследовательских работах с целым рядом известных зарубежных нефтегазодобывающих компаний.
За время работы С.А.Моисеевым подготовлено 100 научных работ, в том числе 26 в рецензируемых изданиях. За последние 5 лет им было опубликовано 20 работ, в том числе 7 в рецензируемых журналах. С.А.Моисеев является автором многих научных и научно-производственных отчетов. Полученные результаты неоднократно докладывались на Всероссийских и Международных конференциях и симпозиумах.
На кафедре геологии месторождений нефти и газа ГГФ НГУ С.А. Моисеев ведет практические занятия по курсу «Проектирование геолого-разведочных работ в условиях рыночной экономики».
Под его руководством подготовлено более двух десятков квалификационных работ студентов, бакалавров, магистрантов НГУ, в том числе 12 за последние 5 лет.