从事宇宙学方面的研究，在理论天体物理和观测宇宙学等方面做出了出色的成绩：较早建立了星系团的强引力透镜统计理论，提出了在星系团中心存在致密暗物质核的思想；解释了利用微引力透镜效应寻找银河系晕暗物质实验所发现事例的成因，为认识银河系暗晕的物质构成起了积极作用；利用光学、X射线和引力透镜三种方法联合测定了诸多引力透镜星系团的中心质量，发现传统方法之偏离；利用星系群和星系团的X射线和光学观测资料系统地研究了其动力学特性，所建立的统计相关关系被广为采用；领导了在新疆天山地区建设用于‘宇宙第一缕曙光探测’的大型低频射电望远镜阵列21CMA，成为国际上较早开启宇宙再电离探测的重大设备。曾获中国科学院自然科学奖一等奖，国家自然科学奖二等奖，中国青年科学家奖，2011年度何梁何利科学技术进步奖等。