Aage Aagesen blev Dr.phil. i 1949 på disputatsen: "Geografiske Studier over Jernbanerne i Danmark", der regnes for den første disputats om et moderne kulturgeografisk emne. Disputatsen påviste jernbanernes kulturgeografiske virkninger gennem en omfattende undersøgelse af deres indflydelse på befolkningsfordelingen og bebyggelsen. Der redegøres desuden for stationsbyernes opståen og deres indre strukturer. Den indsigt, han derved opnåede i jernbanernes betydning, gjorde, at han advarede mod at nedlægge sidebaner og erstatte dem med rutebiler.  Atlas over Danmark Aage Aagesen blev 1940 knyttet til projektet "Atlas over Danmark", hvor han udarbejdede bind II: "Befolkningen", udgivet i 1949. På grundlag af Geodætisk Instituts målebordsblade og de af Statistisk Departement udgivne folketællinger fra 1945 og 1950 og husstandsstørrelsen i landets forskellige dele, blev befolkningsfordelingen i Danmark fremstillet på prikkort, hver prik angivende 25 personer. Kortværket er ledsaget af et teksthæfte med en indledning om Danmarks befolkningsstruktur samt en del kort visende kommuners og byers erhvervsstruktur. I værket udnyttede han tidligere resultater, herunder undersøgelser om Esbjerg, specielt en undersøgelse af fra hvilke dele af Danmark, Esbjergs befolkning havde sin oprindelse. De resultater om befolkningsforholdene, der derved fremlagdes, blev siden løbende opdateret i form af fornyede befolkningsoversigter efter hver folketælling frem til og med 1970. Desuden foretog han et originalt forsøg på at klassificere danske byer efter deres beskæftigelsesmæssige forhold.  Isochronkort og bygeografiske monografier Aage Aagesens videnskabelige produktion har spillet en stor rolle for kulturgeografien i Norden. Hans første arbejder drejede sig om afgrænsning af storbyer ved hjælp af isokroner, linjer der angiver det tidsrum, indenfor hvilket man – med de forhåndenværende trafikmidler – fra et centralt sted i byen kan nå frem til punkter i byens udkanter. Han skrev flere monografiske artikler om ulige danske byers geografiske forhold.  Andre indsatser Det er således centrale kulturgeografiske emnekredse inden for befolknings-, trafik- og bebyggelsesgeografien, som Aage Aagesen tog fat på og skabte nyt liv i. Han var redaktør på Gyldeldals Verdensatlas, der ved udgivelsen i 1951 var forlagets hidtil største enkeltudgivelse. Aage Aagesen foretog mange studierejser, specielt til Middelhavslandene og til Sydamerika. I Skrifter fra Handelshøjskolen, København, har Aage Aagesen udgivet bogen "Sydamerika". Endelig bør hans kort over den danske handelsflådes transporter fremhæves.