主要从事李群表示论和自守形式的研究
孙斌勇独立证明了在高阶L-函数算术研究中关键的Kazhdan-Mazur非零假设。在前人工作基础上，和合作者最终完全证明了theta对应理论历史上两个最基本的猜想：Howe对偶猜想和Kudla-Rallis守恒律猜想。在前人工作的基础上，和合作者最终完全证明了典型群常数一猜想及其推广。
