理论和计算化学，一直致力于发展与应用第一性原理计算方法与模型，研究小分子，原子团簇，固体表面与界面和纳米体系的结构和性质，注重和相关实验研究的配合与合作。已发表学术研究论文五百余篇，论文被引用二万余次。获得国家杰出青年科学基金资助，受聘教育部“长江学者奖励计划”特聘教授， 担任基金委创新群体负责人和国家重点研发计划项目首席科学家。应邀担任The Journal of Physical Chemistry、WIREs Computational Molecular Science和物理化学学报的副主编，Theoretical Chemistry Accounts、中国科学和化学物理学报的编委。入选美国物理学会（APS）的Fellow。