主要从事先进材料的微观结构表征和结构与性能关系的研究工作。多年来立足于电子显微学研究领域，将透射电镜中原位加载、原位液体环境等先进的微观结构分析与表征技术率先应用于材料科学领域的基础科学问题研究，取得了一些有代表性的研究成果。如：原位透射电镜拉伸实验发现金属玻璃具有良好的微观尺度拉伸塑性，研究成果在Nature Materials发表后受到广泛关注，被Nature China, Materials Today等作为最新研究亮点进行介绍和转载报道，还作为2007年中国科学家十篇最具代表性工作之一收入《2008科学发展报告》。共发表SCI论文120余篇，其中包括Science、Nature Materials、Nature Photonics、Nature Communications、Physical Review Letters、Nano Letters、ACS Nano、Acta Materialia等多篇，被他人引用5000余次。主持了多项国家自然科学基金项目和国家重点研发计划项目。多次在国际及国内会议做邀请报告。获美国发明专利授权1项，国内发明专利授权4项。获得国家自然科学奖三等奖、国家教委科学技术进步奖二等奖、中国科学院自然科学奖二等奖、辽宁省第三届青年科技奖一等奖、中国侨界贡献（创新团队）奖各一项。还获得中国科学院“十大杰出妇女”等多项荣誉称号。曾任国际纯物理和应用物理联合会（IUPAP）第五工作组（WG5）国际委员、中国物理学会常务理事、女物理工作者委员会主任等。现兼任全球华人物理和天文学会（OCPA）女物理工作者委员会主席，中国物理学会秋季学术会议组委会委员，《现代物理知识》编委，《北京工业大学学报》编委等。