主要从事基本粒子物理和量子场论以及宇宙学的研究。研究方向主要是自然界基本对称性和对称破缺机制的探索, 极小粒子与极大宇宙之间的内在联系和统一规律。主要研究领域包括：电荷－宇称（CP）对称性破坏和物质－反物质不对称的起源、夸克-轻子味物理和基本粒子质量的起源、中微子物理和新物理、量子色动力学（QCD）和夸克禁闭，量子场论正规化和重整化，手征动力学和有效量子场论，超对称和大统一理论，宇宙暗物质和暗能量以及暴涨宇宙等。在CP对称性破坏和起源以及夸克-轻子味物理方面的工作得到国际同行的广泛关注，有关理论工作得到国际上实验的证实。

　　 研究成果对揭示物质运动的基本规律和物质的基本结构有着重要的学术意义。多次被邀请在具有重要影响的国际高能物理会议上报告。作为会议主席，曾多次成功地发起组织了有影响的大型国际、国内学术会议, 并已发展成为国际、国内的系列会议。主编出版了两本国际会议文集。被邀请作为国际国内多种学术期刊的编委。

　　 研究工作获得了国家基金委重大和重点项目，创新群体项目，理论物理重大研究计划项目，科技部攀登项目等的资助。1996年获国家杰出青年科研基金资助，1997年入选国家人事部“百千万人才工程”。1998年度获得政府特殊津贴，2003年获中共中央组织部，宣传部，统战部，人事部，教育部和科学技术部授予的留学回国人员成就奖。2005年获国家自然科学二等奖。