研究领域是软件工程，特别是智能化软件工程、软件分析、软件维护、软件重用等。主要的研究内容是通过挖掘软件数据来提高软件的质量和开发、维护效率。在代码智能、智能运维、软件数据挖掘等方向做了很多开创性工作。在著名的国际期刊和会议上发表了论文200余篇，包括了60多篇CCF A类论文，获得过8次ACM杰出论文奖和会议最佳论文奖。担任多个重要国际学术会议的程序委员会委员（如ICSE, FSE, ASE等）和大会主席（如ICSME 2020）。他也是国际期刊ACM Computing Surveys、Journal of Systems and Software 和 Automated Software Engineering的副主编。根据两项独立的Elsevier文献计量评估，他是2010到2020年间世界前20位软件工程研究人员之一。他于2020年被澳洲主流媒体《澳大利亚人报》评为澳大利亚“软件系统”研究领域领导者。根据斯坦福大学和Elsevier发布的研究报告，他是世界前2%科学家。根据一项近期统计，在软件工程领域，他发表的顶级论文数目是世界第一。他也非常注重科研成果在工业界的应用，主持和参与了多项技术转化工作。