在海森堡，從磁云室中發(fā)現(xiàn)了正電子和負(fù)電子間幾乎全部能量交換的彈性碰撞現(xiàn)象。被1946年的英國(guó)《自然》雜志稱為"科學(xué)珍聞"。

在法國(guó)，與丈夫錢三強(qiáng)合作發(fā)現(xiàn)鈾核的三分裂與四分裂，在國(guó)際科學(xué)界引起巨大轟動(dòng)，為深入研究裂變機(jī)制開(kāi)辟了一個(gè)新領(lǐng)域。

50年代初，世界上只有英國(guó)和蘇聯(lián)兩個(gè)國(guó)家掌握制造原子核乳膠的技術(shù)，1956年，她領(lǐng)導(dǎo)制成對(duì)質(zhì)子、α粒子及裂變碎片靈敏的原子核乳膠核-2和核-3，在靈敏度等主要性能方面達(dá)到與英國(guó)依爾福C-2相當(dāng)?shù)乃?。獲得1956年度中國(guó)科學(xué)院獎(jiǎng)（自然科學(xué)部分）。 

積極領(lǐng)導(dǎo)開(kāi)展中子物理與裂變物理的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作，1958年，我國(guó)第一臺(tái)反應(yīng)堆及回旋加速器建成后，研制實(shí)驗(yàn)設(shè)備，陸續(xù)進(jìn)行了中子物理和裂變物理領(lǐng)域多方面的研究。

提出以科學(xué)高空氣球及高山站等為手段，推動(dòng)宇宙線超高能物理及高能天體物理研究的開(kāi)展。倡導(dǎo)并扶持建成了世界上海拔最高的高山乳膠室，發(fā)展了高空科學(xué)氣球以及空間硬x射線探測(cè)技術(shù)及其他配套技術(shù)。