研究领域主要涉及特殊恒星及相关天体，特别是Ia型超新星前身星的研究。Ia型超新星是宇宙学距离指示器，通过Ia型超新星测距，波尔马特等人发现了宇宙在加速膨胀，从而推论出暗能量的存在。暗能量的发现不仅是天文学，更是物理学的巨大突破（波尔马特等人由此获得了2011年度诺贝尔物理学奖）。然而，人们并不清楚Ia型超新星的前身星是什么，这将直接影响Ia型超新星的测距精度并阻碍精确宇宙学的发展。在Ia型超新星前身星及其相关天体方面开展了一系列，提出了Ia型超新星的氦双星前身星模型，成功地揭示了年轻Ia型超新星如何形成的难题，受到英、美、德、俄、葡等30多个国家70余家国外媒体(如BBC，Science Daily)的报道，并被《Nature》杂志主办的《Nature China》作为研究亮点进行报道。氦双星模型现已被广泛应用于Ia型超新星的爆炸模型研究。近年来，进一步发展了氦双星模型，发现白矮星吸积氦亚巨星是形成大质量双白矮星系统最有效的途径，进一步限制了Ia型超新星爆炸后残留伴星的特征,为国际上众多搜寻 Ia 型超新星残留伴星的大型巡天项目提供了理论依据。论文被Nature等30余篇权威期刊评述及引用，研究成果写入Springer出版社《超新星手册》等5部专著，并被选入《十二五国家基金资助项目优秀成果选编》。
