Zainteresowania badawcze Jego dorobek naukowy liczy około 75 prac o tematyce antropologiczno-społecznej, demograficznej, ontogenetycznej i kraniologicznej. Franciszek Wokroj swoją antropologiczną pracę wiązał z wieloma dyscyplinami humanistycznymi, takimi jak socjologia, archeologia, etnologia, demografia i medycyna. Był prekursorem badań paleostomatologicznych, konsekwentnie propagował klasyczną typologię swojego nauczyciela Jana Czekanowskiego, szczególnie metodę diagraficzną. Od 1953 r. co roku prowadził badania antropometryczne wśród studentów UAM w Poznaniu, a w latach późniejszych badania wśród licealistów z 13 miejscowości Wielkopolski i kilkunastu miejscowości Pomorza i Kujaw.
Przed II wojną światową brał udział w wykopaliskach prowadzonych przez czołowego archeologa tych czasów – Leona Kozłowskiego. W latach późniejszych osobiście kierował akademickimi badaniami terenowymi, prowadził również badania wśród kolonistów niemieckich na Podkarpaciu.
Współpracując z Józefem Kostrzewskim i Zdzisławem Rajewskim, wziął udział w wykopaliskach w Kruszwicy, Gnieźnie i Biskupinie, ponadto w badaniach wykopaliskowych średniowiecznych cmentarzy na Wolinie.