长期从事静态高压物理和超硬材料研究，注重发展实验技术，倡导建立创新的实验设备。领导创建了国际上前五个获得百万大气压的实验室之一——超硬材料国家重点实验室；发展了静水压实验技术，曾创造国际上静水压的产生与标定的记录；在国际上首次发现和确定了200余个高压新相、多种新的压致相变类型和新奇的压力效应，提出了一些新的压致相变机制，拓展了对高压下物质世界的认识。

        是国际上最早开展地球及行星内部物质的高压研究的物理学学者之一，在该领域做出了许多开拓性工作。这些工作为物理学家、地球物理学家探索地核和地幔中的物质研究开创了诸多新机遇。也是国内超硬多功能薄膜材料和多功能高压相材料的主要开拓者之一。“七五”期间，领导的课题组于1987年研制出国内第一片金刚石薄膜，世界上第一片按设计图案选择性生长的金刚石薄膜，第一片异质外延单晶金刚石膜，在国际上首次将CVD金刚石膜用做半导体激光器的热沉，现在此技术已成为大功率半导体激光器散热的主要方法之一。这些成果引发了后续大量的工作，为CVD金刚石的应用打下了良好的基础。

        曾连任2届国际高压科学与技术协会（AIRAPT）副主席和4届国际地球内部物质的物理性质委员会委员，多次重要国际会议主席，国务院学位委员会物理与天文学评议组成员、中国物理学会理事、高压物理专业委员会主任，现任吉林省物理学会理事长，第六届教育部科技委数理学部主任等。荣获2014年国家自然科学二等奖和2013年吉林省科学技术特殊贡献奖以及省部级科技进步一等奖5项；现主持自然科学基金委国家重大科研仪器设备研制专项“新一代大型超高压产生装置”。合作发表论文500余篇、专著4本，获国家发明专利授权30余项。一些论文作为原始文献在SCI收录杂志、国外专著和文集广为引用。