陈清纠正了前人对氧化钛纳米管的认识错误，首次提出并证实了钛酸纳米管的结构和形成机理。建立了基于电子显微镜的多个特色原位表征平台，发展了一系列电子显微镜中的原位操作、加工和测量方法，发现了纳米材料和器件的结构与性能的对应关系。系统研究了碳纳米管的力学特性、超润滑特性、谐振特性等。制备并研究了基于碳纳米管、InAs纳米线、MoS2等二维材料的多种高性能电子器件和光电器件。到2021年5月，已发表SCI论文210余篇，被SCI他引11900余次，h因子47。有10余篇论文曾入选领域中的高被引论文。是20余项国家授权发明专利和2项美国专利的主要发明人。