李世燕教授主要从事凝聚态物理实验研究，擅长关联电子材料的极低温输运及热力学性质测量，其研究组是国际上少数几个能利用极低温热输运手段来探测超导体超导能隙结构和量子磁体中低能磁激发的研究组之一。他在超导体、量子磁体、拓扑材料等方面做出了多项具有国际前沿水平的工作，主要成果有：阐明了巨热电材料Na0.7CoO2的基态是费米液体；首次观察到温度的三次方依赖关系的反铁磁自旋波热输运行为；对铁基超导体超导能隙的系统研究，例如发现重度空穴掺杂KFe2As2的超导能隙有节点；发现重费米子超导体Ce2PdIn8在上临界场Hc2处的量子临界点及有节点的超导能隙；通过分析低温强场下磁阻的量子振荡现象来展示Cd3As2中确实存在三维Dirac半金属相，并观察到其在室温下的线性磁阻行为，以及高压下的超导现象；揭示第二类外尔半金属WTe2中存在四个主要量子振荡频率及压力对其大磁阻的压制效应；阐明拓扑近藤绝缘体SmB6体内不存在电中性费米子激发；发现自旋液体候选材料YbMgGaO4中没有自旋子热导率贡献、基态很可能为自旋玻璃；发现金属插层的FeSe中存在本征的分立超导相；否定了三角格子有机材料EtMe3Sb[Pd(dmit)2]2中存在高度巡游的自旋子。