Научно-исследовательские работы Г.И.Горбунова связаны в основном c изучением медно-никелевых, редкометальных и других месторождений Кольского полуострова, Карелии и Балтийского щита в целом, а также Норильского района и Центрально-Черноземных областей. Развиваемая им концепция формирования месторождений базируется на современной методологии комплексного структурно-тектонического, физико-химического и минералого-геохимического анализа обстановок рудообразования, размещения и внутреннего строения рудоносных магматических комплексов и месторождений, проявленных в участка земной коры с различными эндогенными и геодинамическими режимами. Г.И.Горбуновым впервые разработана трехступенчатая модель генезиса для интенсивно метаморфизованных докембрийских медно-никелевых месторождений. Г.И.Горбунов - один из авторов проекта Кольской сверхглубокой скважины Проведенные под его руководством и участии исследования существенно изменили представления о строении континентальной коры Кольского полуострова, способствовали открытию промышленного медно-никелевого оруденения в глубоких горизонтах Печенгского рудного поля.

Автор около 300 научных работ, в том числе 5 монографий, редактор и соавтор 12 тематических сборников и 2-х геологических карт.
Награжден орденами Ленина (1978), Октябрьской революции (1975), Трудового Красного Знамени (1966), Знак Почета (1971), лауреат премии Совета Министров СССР (1982).