关心非线性动力学系统，特别是耦合非线性振子系统的动力学行为和分叉，包括混沌理论、混沌控制、混沌同步、时空斑图等。
研究复杂网络结构对系统动力学行为的影响。研究对象包括神经网络、生态网络、社会网络等。近年来在复杂网络同步斑图方面做了一系列工作，发展了一套基于网络结构对称性的同步斑图分析方法。
从复杂网络动力学的视角研究机器学习的工作机制，以及利用机器学习方法研究复杂系统的动力学行为。近年来在储池计算（reservoir computing）的应用和机制研究方面取得一些进展。
对大学《力学》课程教学有着浓厚的兴趣，包括部分知识点的新讲授方法，课堂演示实验开发，STEAM教学等。
