Свою первую научную работу одессит Гриша Шайн опубликовал в 18 лет. Статья «Определение радианта Персеид» вышла в «Известиях русского астрономического общества» раньше, чем ее автор сдал экзамен экстерном за гимназический курс. Обучение в Юрьевском (ныне Тартусском) университете прервала Первая мировая война, в которой Шайн участвовал добровольцем. По окончании университета в Перми, он недолго преподавал и многие годы работал в обсерваториях – Пулковской, потом Симеизской. Считают, что именно в Симеизе Григорий Абрамович вырос в крупного астрофизика, светило мировой астрономии. Во время Великой Отечественной войны Пулковская и Симеизская обсерватория были разрушены. В 1944 году при деятельном участии Шайна началось строительство Крымской астрофизической обсерватории, он руководил ее организацией и до 1952 года был ее директором.
Строение и эволюция звезд, кинематика Галактики, место нашей Галактики среди других галактик, солнечная корона, природа долгопериодических переменных звезд, источники звездной энергии, происхождение звезд и туманностей, магнитное поле Галактики – вот далеко не полный перечень проблем, которые входили в круг научных интересов Григория Шайна и решением которых он занимался.
Среди важнейших научных достижений Шайна – открытие новой долгопериодической кометы, которую называют кометой Шайна – Комаса Сола
Лауреат Сталинской премии, действительный член Академии наук СССР, почётный член и доктор зарубежных Академий и научных обществ был, к тому же, прекрасным человеком. Он стремился помочь репрессированным ученым, поддерживал их семьи, хлопотал об освобождении коллег и помогал освободившимся из заключения с устройством на работу. Ученик Шайна, известный астрофизик С.Б. Пикельнер отмечал, что Шайна отличали творческая целеустремлённость, правдолюбие, бескомпромиссное требование справедливости, готовность к жертве во имя истины.
