主要研究领域为生物物理化学，包括结构生物学及计算生物学。研究方向主要包括膜蛋白的构像变化动力学及生物功能，神经系统信号传导和细胞极性的分子及结构基础等。结合液体核磁共振，晶体衍射，和生物化学方法研究干细胞非对称分裂和细胞极性调控的结构基础和详细的生物化学过程；解析细胞非对称分裂过程与肿瘤干细胞相关的信号通路中的蛋白质复合物结构，给出相关过程分子机制的详细图像，从而为相关肿瘤治疗药物设计提供线索。结合结构生物学和计算生物学方法研究转运体等膜蛋白体系中蛋白质的构象动力学性质，以及底物输运的能量信息，揭示构象动力学对蛋白质功能调控的意义，为解决细菌对抗生素的耐药性以及癌症化疗药物的耐药性问题提供思路。