Петрогенезис магматических и метаморфических пород – второй большой раздел в научном наследии Н.А. Елисеева, которым он начал заниматься с первых шагов в науке.
Характерной чертой работ Н.А. по магматическим породам является широкое и мастерское привлечение данных физико-химического анализа для выяснения условий их формирования. На кафедре петрографии ЛГУ его подход в полной мере продолжили ученики, в дальнейшем профессора кафедры – Г.М. Саранчина и Н.Ф. Шинкарев. Изучение становления магматических тел Н.А. Елисеев всегда увязывал с анализом тектонической обстановки. В его работах на разных примерах хорошо прослеживаются связи между составом слагающих массивы пород и тектоническими взаимоотношениями рамы и интрузива.
Занимаясь метасоматическим минералообразованием на разных этапах становления интрузив-ных тел и вопросами формирования метасоматитов, генетически или парагенетически с ними связанных, Н.А. уделил специальное внимание разбору систем с летучими компонентами (1960).
Проведенное Н.А. Елисеевым в его сводных работах по метаморфизму и отдельных статьях сочетание теории физико-химического парагенетического анализа минералов метаморфических горных пород с анализом характера деформаций и роста минералов при метаморфизме создает полную картину процессов метаморфизма. Н.А. является создателем оригинального руководства по метаморфизму. В этой книге, выдержавшей при его жизни два издания (1959, 1963), дается развернутая характеристика метаморфических пород и процессов. Таков в главных чертах вклад Н.А. Елисеева в теорию и практику петрографических наук. Полный список его работ, включающих результаты многолетних исследований, содержит 162 наименования.