Հայ ֆիզիոլոգ, էվոլյուցիոն ֆիզիոլոգիայի ուսմունքի ստեղծողներից է։ ԽՍՀՄ ԳԱ (1935), ՀԽՍՀ ԳԱ (1943), ԽՍՀՄ ԲԳԱ (1944) ակադեմիկոս, ՌԽՖՍՀ գիտության վաստակավոր գործիչ (1934), սոցիալիստական աշխատանքի հերոս (1945), բժշկական ծառայության գեներալ-գնդապետ։
Օրբելու աշխատանքները հիմնարար ներդրում են ֆիզիոլոգիայի տարբեր բաժինների զարգացման գործում և ունեն համաշխարհային ճանաչում։ Զարգացնելով բարձրագույն նյարդային գործունեության մասին Պավլովի ուսմունքը, նա ցույց տվեց, որ պայմանական ռեֆլեքսների մշակման գործընթացը կարող է բացատրել ֆիզիոլոգիական ֆունկցիաների համադասեցման զարգացման ընթացքը։
Ֆունկցիաների համադասեցման մասին Օրբելու ստեղծած ուսմունքից էլ սկիզբ են առել հետագայում նրա ստեղծած գիտական ուղղությունները էվոլյուցիոն ֆիզիոլոգիայի և վեգետատիվ նյարդային համակարգի ֆիզիոլոգիայի բնագավառներում։
Օրբելին նշանակալի աշխատանքներ է կատարել ուղեղիկի ֆիզիոլոգիայի բնագավառում, ցույց տվել, որ օրգանիզմի ռեֆլեքտոր գործունեության համընդհանուր կարգավորումն իրագործվում է հիմնականում այդ օրգանի արգելակիչ ֆունկցիայի շնորհիվ։
1930-ական թվականներից Օրբելին լայն հետազոտություններ է կատարել ստորջրյա և ավիացիոն ֆիզիոլոգիայի բնագավառներում, որոնք անմիջականորեն կապվում էին ոչ միայն տեսական, այլև գործնական, այդ թվում նաև ռազմական, խնդիրների հետ։
Օրբելին ստեղծել է ֆիզիոլոգիական ամենաընդարձակ դպրոցներից մեկը։ Նա կարևոր ավանդ ունի Հայաստանում ֆիզիոլոգիայի զարգացման գործում։ Նրա անունով է կոչվում ՀՀ ԳԱ ֆիզիոլոգիայի ինստիտուտը։
