在国内最早系统开展微生物分子生态学研究，在复杂微生物群落结构分析技术和统计计算方法等方面做了很多创新性工作。对人和动物的肠道、处理工业废水的生化池、土壤、油藏等环境中的微生物群落结构与功能的关系做了大量的研究工作，取得了有意义的结果。在美国科学院院报（PNAS）, 国际微生物生态学会会刊（ISME Journal）、Nature Communications、Nature Reviews Microbiology, EBioMedicine等刊物发表论文四十余篇，2012年6月，美国《科学》周刊曾对他的研究工作做过专题报道(Science 336: 1248)。

在肠道菌群与肥胖等代谢性疾病关系的领域进行了近20年的研究，在通过营养调控肠道菌群改善肥胖和2型糖尿病方面做出了突出成果。入选第四批国家“万人计划”青年拔尖人才、国家自然科学基金“优青”、仲英青年学者、上海市教委曙光人才计划、上海市科委青年科技英才扬帆计划等。担任中国微生物学会微生物组专业委员会委员、中国生物物理学会肠道菌群分会委员、上海市微生物学会基础微生物专业委员会委员、上海市预防医学会微生态专业委员会委员等。研究方向为营养调控肠道菌群与代谢性疾病，以第一作者或通讯作者在国际上具有影响力的杂志Science、Cell Metabolism、 Nature communications、Microbiome、ISME Journal等发表论文。入选2022、2023年科睿唯安 “全球高被引科学家”。