הפעילות המחקרית של פרופ' דולגין מתרכזת בעיקר בקשר בין גורמים התנהגותיים ופסיכולוגיים לבין מצבי מחלה ובריאות. הוא עוסק בייחוד בחקר מחלות מסכנות חיים בילדות, היבטים התנהגותיים של טיפולים רפואיים והמצוקה הכרוכה בהם, ופיתוח שיטות טיפול לאנשים בתנאי לחץ קשים. הוא חבר מייסד של ה-PACC Research Consortium העוסק בהיבטים הפסיכולוגיים של סרטן בגיל הילדות והוא ממשיך במחקר האקדמי שלו במסגרת זו. בנוסף, הוא כיהן כעמית מחקר בכיר במוסד שמואל נאמן למחקר מתקדם במדע וטכנולוגיה, הטכניון-חיפה. פרופ' דולגין כיהן כחוקר ראשי או חוקר שותף במענקי מחקר מטעם גורמים שונים, ביניהם האגודה האמריקנית לסרטן, ה-W.T. Grant Foundation, והמוסד הלאומי האמריקאי לבריאות (NIH). הוא מחבר ראשי או שותף למעל 50 פרסומים בכתבי עת מדעיים ובספרים מקצועיים.
בין נושאי המחקר שלו:
- טיפול בפחדים וחרדות בילדות
- פסיכולוגיה רפואית
- דחק כגורם במחלה פיזית
- תופעות לוואי התנהגותיות של כימותרפיה
- היפנוזה וגישות התנהגותיות לטיפול בכאב
- עמידה והתמדה בהמלצות טיפול רפואיות
- כישורים חברתיים בילדים
- הורים, אחים, והסתגלות המשפחה למחלות מסכנות חיים בילדים
- הסתגלות פסיכולוגית והחלמה מסרטן בילדות
לאורך הקריירה שלו, פרופ' דולגין עוסק בהכשרת הדור הבא של פסיכולוגים. הוא לימד קורסים בפסיכולוגיה לתואר ראשון ושני ונותן הדרכה קלינית לסטודנטים לתואר שני, למועמדים לדוקטורט, למתמחים בפסיכולוגיה, ולפסיכולוגים מומחים. פעילויות אלו התרחשו בבית החולים לילדים בלוס אנג'לס (CHLA) ובבית הספר לרפואה של אוניברסיטת דרום קליפורניה (USC), באוניברסיטה העברית בירושלים, במיטל - המכון הישראלי לטיפול ומחקר בלחץ פסיכולוגי, במרכז הרפואי לילדים ע"ש שניידר בישראל ובאוניברסיטת אריאל.
