长期从事激光等离子体物理基础和应用研究，其中涉及强激光与等离子体作用产生的高能粒子加速机制（包括电子和离子）、新型辐射源产生机制（从太赫兹至伽玛射线）、高能量密度等离子体特性、激光核聚变物理等课题。在国内外主要物理学专业期刊上发表学术论文约400篇（其中50多篇发表在PRL，Optica，PNAS，Nature子刊等上海交大A类刊物），被引用11000余次，H因子55。已经指导培养博士和硕士研究生30多名，其中多人获得亚太物理学会等离子体大会U30奖、国际激光等离子体加速委员会John Dawson博士论文奖、全球华人物理学会（OCPA）杰出博士论文奖、蔡诗东等离子体物理博士学位论文奖、中国光学学会高校大恒光学奖、上海交大优秀博士论文奖等。