По окончании Университета был направлен на работу по применению радиоактивных изотопов во вновь организуемую кафедру Медицинской радиологии ЦИУ врачей. Здесь он работал в качестве ст. лаборанта, ассистента (1954 г.), доцента (1959 г.). В 1959 г. по приглашению ректора МГУ Ивана Георгиевича Петровского начал читать курс лекции по биохимии для студентов вновь открывающейся специализации «Биофизика» на Физическом факультете МГУ. В 1960 г. перешел на работу в МГУ в качестве сначала старшего научного сотрудника, а затем доцента кафедры биофизики физического факультета. В университете читает курс лекций «Общая биохимия», кроме того, лекции по истории (преимущественно российской) науки. В 1963 г., по приглашению академика Г.М.Франка, наряду с работой в МГУ стал руководителем лаборатории физической биохимии в Институте биофизики в Пущино. В 1970 году защитил докторскую диссертацию «Спонтанные обратимые изменения («конформационные колебания») препаратов мышечных белков». В 1973 году получил степень профессора.
В январе-марте 1995 г., на протяжении 3-х месяцев прочел курс лекций в Корнельском Университете в США. Являлся членом редколлегии журнала «Биофизика», является членом редколлегии журнала «Природа». С.Э. Шноль Заслуженный Соросовский профессор, действительный член Академии Естественных наук (РАЕН), Почетный работник высшего профессионального образования Российской Федерации.
В 1954—1957 гг. Шноль показал высокую вероятность колебательных режимов в биохимических реакциях. Докторская диссертация «Спонтанные обратимые изменения („конформационные колебания“) препаратов мышечных белков», защищенная в 1970 г., посвящена полученным к тому времени результатам исследований, начатых в 1951 г. и продолжающихся к тому времени десятилетия. Обнаружено закономерное изменение тонкой структуры статистических распределений результатов измерений процессов разной природы. Форма соответствующих гистограмм в одно и то же местное время с высокой вероятностью сходна при измерениях процессов разной природы в разных географических пунктах и изменяется с периодом, равным звездным суткам (23 ч. 56 мин.). Отсюда был сделан вывод о фундаментальной, космофизической природе этого явления (1985—2002).
Основные научные сочинения С.Э.Шноля: «Изотопы в биохимии (1963) М.Изд.АНCCCР (Издана также в США на англ. языке); «Физико-химичеcкие факторы биологичеcкой эволюции» (1979) М. «Наука» (Издана также в США на англ.языке); «Возможная коcмофизичеcкая обуcловленноcть макроcкопичеcких флуктуаций в процеccах разной природы» (1987) Изд. НцбИ; «О реализации дискретных состояний в ходе флуктуаций в макроскопических процессах». Успехи физических наук т.168, № 10 с. 1129-1140 (1998); «Закономерное изменение тонкой структуры статистических распределений как следствие космофизических причин» Успехи Физических Наук т.170, №2, с.214-218 (2000).