Событием, которое на всю жизнь связало Иннокентия Николаевича Бутакова с теплотехникой, стало прибытие в Читу первого поезда по тогда еще строившейся Транссибирской железнодорожной магистрали. Желая стать инженером-механиком, в 1900 году И.Н. Бутаков поступил в Томский технологический институт.
Его первым научным трудом стала преддипломная работа «Изменение степени наполнения в паровых машинах при изменившемся противодавлении». Позднее в 1909-м году она была опубликована в четырех номерах журнала «Вестник общества технологов» и, как оказалось впоследствии, дала начало одному из научных направлений, которое плодотворно развивалось томской научной школой.
Под современным названием «Переменные режимы теплоэнергетических установок» работа является актуальной и ныне для ряда ведущих научных центров страны.
В этот же период в периодической печати регулярно публикуются его работы как по вопросам техники, так и по вопросам организации труда: о составе антифрикционных сплавов для подшипников, о сплавах для паровозных золотников, о технологии литейного производства, об исчислении толщины стенок топок, о надежности огневых решеток и даже по обоснованию новых систем оплаты труда рабочим.
Эрудированность и продуктивная инженерно-техническая деятельность И.Н. Бутакова вскоре стала заметной в Сибири. В 1913 году он получил назначение в Томск в управление железной дороги на должность начальника технического отдела службы тяги, а впоследствии начальника службы тяги Сибирской железной дороги.
С 192О года Иннокентий Николаевич начал по совместительству преподавать в Томском технологическом институте, где в 1921 году был избран по конкурсу профессором, а с 1923 года возглавил вновь открытую теплотехническую специальность и кафедру теплосиловых установок.
В энергетике страны наступала пора широкого внедрения паровых турбин вместо паровых машин, появились теплофикационные турбины, создавались локальные энергетические системы, строительство индустриальных гигантов потребовало решения вопросов использования вторичных энергоресурсов.
И.Н. Бутаков разработал методику оценки КПД теплосиловых установок, основанную на уравнениях теплового баланса, показал её применимость для анализа переменного режима электростанций и всей энергосистемы.
По сути дела им был предложен метод оптимизации тепловых балансов, теплофикации, использованию низкопотенциального тепла, совершенствованию основных элементов оборудования теплоэлектростанции, повышению эффективности пылеулавливания.
С 1944 года И.Н. Бутаков занимался организацией открытия Сибирского филиала АН СССР, работая по вопросам энергетики и транспорта. В этом же году он был назначен директором транспортно-энергетического института СО АН СССР. Занимал эту должность по совместительству в течение шести лет, сформировал кадровый состав и сформулировал основные научные направления. В начале шестидесятых годов И.Н. Бутаков подготовил два издания двухтомного учебного пособия по теплосиловым установкам. Плодотворная работа профессора И.Н. Бутакова в эти годы была отмечена двумя орденами Трудового Красного Знамени (1946 г., 1961 г.), вторым орденом Ленина (1953 г.) Знаками почётного железнодорожника, отличника энергетики, отличника угольной промышленности.
Под непосредственным руководством И.Н. Бутакова подготовлено 4О кандидатов и докторов технических наук. Итогом научной деятельности профессора И.Н. Бутакова стали более 2ОО научных трудов по различным вопросам теплоэнергетики.
До сих пор актуальны его работы по педагогике высшей технической школы. Плодотворно развиваются, давно выйдя за пределы Томского политехнического, созданные им научные направления.