主要从事电离层物理、电离层电波传播、高层大气物理等领域的基础研究，在电离层与大气层的耦合等重大科学问题的研究中取得了重要突破和系列成果
万卫星从实验观测中发现了中国电离层扰动的主要地域特性，提出了青藏高原的地形隆起及相关的低涡天气是中国行进式电离层扰动重要激发源的论断。从全球GPS观测数据的分析中，发现了低纬电离层总电子含量等参量的经度“四波”结构，系统揭示了电离层“四波”现象的气候学特征及其与大气非迁移潮汐不同分量的联系，论证了大气潮汐激发电离层经度结构的机理。此外，还发现了太阳风对极区电离层突发E层的控制作用。
