主要研究工作为陨石、小行星和月球的古磁场演化。王华沛教授主要基于古地磁学和岩石磁学等研究方法，通过创新实验测量和研究手段，来获得古代磁场的准确记录，并以此研究地球与地外行星体的磁场发电机及其内部演化过程，太阳系早期星云中的磁场及其演化过程，以及地球与行星磁场同各个圈层的相互作用等。