研究领域为宇宙学与天体物理，在暗能量、暗物质、引力波、中微子、早期宇宙等多个方向长期开展研究工作。

在Nature Astronomy、Nature Communications、Science Bulletin、Physical Review Letters等国际重要学术期刊发表论文300余篇，被引用 14000余次，H 指数67。单篇被引用超过50次的论文92篇，超过100次的论文33篇，超过250次的论文5篇，最高单篇被引次数1000余次。成果被众多国际顶尖学者引用和正面评价，引用者包括诺贝尔奖得主等国际顶尖科学家以及国际大型科学合作组。

近期，在暗物质本质和宇宙早期结构形成方面提出了新的探测方法，提出利用宇宙黎明时期的21厘米森林观测来同时探测暗物质和宇宙中第一批星系，成果以封面文章的形式发表于国际顶级期刊《自然-天文》（Nature Astronomy）。该项成果在线发表以来，受到国际同行的广泛关注，《自然-天文》编辑团队和国际著名专家均公开发表了正面评论。美国科学促进会的媒体平台（EurekAlert!）、《光明日报》、《科技日报》等国内外科技媒体对该项研究进行了广泛的报道，应邀在《光明日报》发表了对该项研究进行解读的科普文章《“刺探”宇宙最初10亿年》（2023年8月10日）。

提出计算背景中微子在银河系中结团效应的新方法，对于宇宙背景中微子探测具有重要意义。该项成果发表于《自然-通讯》（Nature Communications），是纯理论计算工作发表于综合性科学期刊的为数不多的案例之一。该项研究也引起了背景中微子首个探测实验PTOLEMY项目组的高度重视。

对国内高水平科技期刊建设投入巨大的热情和精力。担任《中国科学： 物理学 力学 天文学》、SCIENCE CHINA Physics, Mechanics & Astronomy、Chinese Physics C的编委，积极开展约稿、组稿和期刊宣传工作。近年来的多项具有代表性的研究成果也发表在国内高水平期刊上，三次获得《中国科学》优秀编委奖。

积极参与中国的大科学工程和计划，为空间引力波探测“太极计划”和“天琴计划”开展了大量的宇宙学科学目标研究（成果发表于Science Bulletin等顶级期刊），为空间引力波探测计划的推进做出了一些贡献。积极投身于国际大科学工程SKA的研究，2022年主持国家重点研发计划SKA专项项目（“中性氢巡天和宇宙学模拟”），努力为中国科学家在SKA建成后开展21厘米宇宙学研究并做出重要成果提供大规模模拟样本支持。

目前正依托辽宁省宇宙学与天体物理重点实验室建设“天籁计划”二期工程项目，在新疆巴里坤县红柳峡乡建设多波束巡天射电望远镜阵列。该项目建成后将成为辽宁省在天文领域首个重要科学工程设施，东北大学将成为全国首个拥有射电望远镜阵列的高校。