固体表面物理化学国家重点实验室一直重视发展和形成有独自特色的实验和理论研究方法和体系，努力将谱学、结构化学、量子力学、固体物理、电子学、计算机科学的新成就不断地渗透到固体表面物理化学的研究中。多年来，实验室在络合催化理论、酶催化和非酶催化固氮成氨、合成气和低碳烷烃转化等重要催化反应机理研究、高效催化剂研制、电极过程动力学与研究方法、谱学电化学、金属电沉积、化学电源、团簇的产生与研究、多面体分子轨道理论和量子化学中的群论新方法、金属及氧化物表面的量子化学簇模型新方法等方面，取得了一批在国际上有一定影响的科研成果。近年来，实验室又在几个前沿领域取得了重要成果。如首次在几种催化剂上获得了超氧物种具有甲烷氧化偶联活性的直接光谱学证据，发现并说明了稀土倍半氧化物上过氧物种的激光诱导形成及机理，系统研究并阐明了几种负载型贵金属催化剂上甲烷部分氧化制合成气反应机理差异的本质；研发完成具有独自特色和知识产权的从头算价键计算程序XMVB，该程序是目前国际上使用最多的两个价键计算程序之一；成功地合成了具有重要科学意义的C50Cl10，这是自1990年来首次明确无误地合成出比C60小的富勒烯；在揭示各种金属表面纳米结构的表面特殊红外光学效应方面，取得了一些重要进展；通过系统的研究，更新了表面科学界和光谱学界普遍怀疑过渡金属体系具有表面增强拉曼散射效应的原有观点。将物理化学基本原理和新思路应用于关键高新技术的发展，例如开创了物理化学在芯片实验室技术中的新应用，申请并获得了一批国际或国内专利。以上研究成果充分体现各分支学科之间交叉渗透、有机结合、团队协作的特色。

固体表面物理化学国家重点实验室承担了包括国家973项目、863项目、攀登计划、国家自然科学基金重大、重点项目在内的多种科研课题；近五年发表SCI论文699篇；科研成果获得多项奖励，例如：《多电子体系的群论方法》获国家自然科学二等奖；《在固氮酶作用下和铁催化剂作用下固氮成氨的研究》、《电极过程动力学研究》和<合成气制乙醇催化反应机理的研究>获国家自然科学三等奖。《离子色谱电化学抑制器》获国家发明三等奖。此外，还获得了多项教育部科技进步奖和国家发明专利及实用新型专利。