早期在统计物理和凝聚态理论等研究领域做出过突出贡献。博士期间发展了用场论技术计算在长关联液体中两个任意形状物体之间的热力学 Casimir force 的一般方法（Li and Kardar, Phys. Rev. Lett 1991），得到广泛应用。博士和博士后期间在薄膜临界现象，高分子，以及非弹性碰撞的多粒子体系等方面发表了一系列重要文章。
1990年代后期转向生物物理，生物信息及
系统生物学研究。在蛋白质折叠与设计, 基因组分析，以及基因
调控网络等领域做出了一系列开创性的工作，成为早期少数几位在全美前几名医学院获得
终身教授的
物理学家之一。
1996年运用统计物理的方法分析
蛋白质折叠和设计问题，提出蛋白质折叠的可设计性原理，在该领域得到广泛的关注和应用（Li et al. Science 1996）。
2000年提出通过给基因组建字典的方法识别基因组功能片段（Bussemaker et al. PNAS 2000），曾被美国PBS公共电视网的“基因的秘密”系列电视节目报道。
2009年提出了一系列定量方法研究基因调控网络的动力学行为及其进化（Tuch et al. PLoS Biology 2008; Chin et al., PLoS Biology 2008）。研究工作得到了
美国国立卫生研究院（NIH），Packard基金会（Packard Fellowship），Sandler 基金会的支持。
2010年获得竞争非常激烈的美国国立卫生研究院院长创新基金（NIH director’s transformative R01 grant），被NIH刊物、UCSF 刊物和
旧金山商业时报等报刊报道。先后在科学，自然，
自然遗传学，公共科学图书馆生物学（PLoS Biology），美国科学院院刊（PNAS）, Phys. Rev. Lett. 等杂志发表论文60篇, SCI总引用次数超过3700 次。