馬旭同誌曾獲國家“九五”重點科技攻關計劃優秀科技成果獎和國家計生委科技進步壹等獎等多項科技獎勵；此外，《非損傷性產前診斷新途徑的研究》和《致殘性遺傳病產前基因診斷新病種、新方法的探究》同時被國家計生委評為“九五”期間全國計劃生育/生殖健康十項重大科技成果。在國內率先開始了非損傷性產前診斷新技術、新方法的系列科技研究與攻關，發表了多篇學術論文，取得了多項發明專利；在人類最常見的遺傳性智力障礙－唐氏綜合征的預防控制方面，建立了孕早期、中期血清學篩查與幹血片篩查的技術，構建了國內唯壹的可用於臨床風險判別的數據庫，累積篩查孕婦8萬例，並建立了相應的國家標準品，正在組織國內外專家編寫該方面的學術專著；在先天性風疹綜合征的預防控制方面，對我國主要代表性地區人群（包括城市、農村、牧區等）進行了血清流行病學調查，首次摸清了我國育齡婦女風疹病毒抗體滴度的人群分布，開發成功了育齡婦女風疹病毒免疫力測定的方法，研制了相應的國家標準品並已正式應用，同時在深圳進行了先天性風疹綜合征社區幹預技術的綜合試點研究，並在此基礎上建立了深圳市出生缺陷幹預三級網絡，實現了技術管理的網絡化，該項目在深圳市的實踐獲得了科技進步二等獎；此外，馬旭同誌在將非損傷性產前診斷技術用於母兒Rh血型不合的預防，以及乳腺癌、卵巢癌和宮頸癌篩查標記物的尋找和新方法的建立等方面也進行了諸多研究，發表了多篇論文，並取得了多項發明專利。
最後，在我國非典型肺炎流行期間，馬旭同誌領導其課題組，針對包括SARS冠狀病毒在內的造成非典型肺炎的常見8種病毒建立了鑒別診斷技術，並依照國家藥品監督管理局頒布的技術要求，聯合解放軍總醫院、小湯山野戰醫院、北京大學第壹醫院和協和醫科大學等單位進行了臨床試驗研究，形成了發明專利和軟件版權，並正式向國家藥品監督管理局進行了申報。該產品是國內唯壹可以用於非典型肺炎病原體鑒別診斷的產品，其臨床試驗結果已在WHO有關SARS國際會議上進行了專題介紹。總之，馬旭同誌的學術研究領域從出生缺陷與重大生殖健康疾病的病因學、關鍵防治技術的研究與開發、生物技術藥品的產業化、防治方案直至相應的技術標準的研究，並由此形成了以出生缺陷幹預和重大生殖健康疾病防治為主線的科技創新鏈。
在科技成果轉化和產業化方面，馬旭同誌特別註意將科技成果向現實生產力的轉化，其中母兒Rh血型診斷技術壹項技術成果經轉化獲得600萬元，並在此基礎上建立了符合國家生物技術產品研制標準的實驗基地，為進壹步研究開發生殖健康相關生物技術產品奠定了基礎。馬旭同誌研究開發的產前診斷項目已在中關村高科技產業園區註冊壹家生物技術公司並擔任該公司首席科學家，直接領導自主系列生物高科技專利成果的轉化和產業化，該公司已被北京市科委認定為北京市高科技企業，同時，該企業也是國家“十五”重點科技攻關計劃承擔單位，其中唐氏綜合征產前篩查系統已經完成了1.7萬例的臨床試驗，同時已向國家藥品監督管理局申報，而人乳頭瘤病毒液相芯片檢測系統也完成了臨床試驗；在國家人口計生委出生缺陷幹預工程技術研究中心，開發完成了非典型肺炎病原體鑒別診斷系統，申請了發明專利並已經進入申報程序。在與國內外生物技術企業合作方面，與美國、日本等國際著名生物技術公司，以及國內著名生物技術公司均有橫向合作課題，而這種合作對加快科技成果的轉化與產業化具有極大的促進作用。 在科技管理與體制創新方面，馬旭同誌在其領導的國家人口計生委出生缺陷幹預工程技術研究中心率先實行聘任制、激勵淘汰機制和全成本核算管理等多項企業化管理措施，同時設立了知識產權和人力資源管理專職人員；中心固定編制人員僅4名，外聘科技人員15名（包括教授3名，博士2名），外聘管理人員3名，在讀碩士研究生13名，博士3名。馬旭同誌力圖進壹步探索符合市場經濟規律和科技自身發展規律的科技成果轉化途徑，實現以體制和機制創新提高科技管理水平，通過體制創新帶動科技創新，最終實現人才、技術和經濟運行的良性循環。