何晓明教授的学术研究致力于将传热传质学、流体与固体力学、热力学、电磁学和机械设计等基本工程原理，与化学、生物学、免疫学、病理学、生理学和医学等学科相融合，以开发微纳及量子尺度且对微环境响应的生物材料和器械，用于干细胞及免疫工程、生物系统（包括生物大分子、生物颗粒、细胞、组织和器官）的低温和常温保存、及各种药物包括基因和细胞的体内智能输送。他已巧妙设计多种生物材料和器械，用于工程化小分子、生物大分子、免疫细胞，以及正常和癌干细胞，以开发治疗癌症、心血管疾病、不育、糖尿病和神经系统疾病等的新技术。他在这些多学科交叉领域已做出了许多开创性贡献，极大地促进了当前新兴的细胞医学（cell-based medicine）及传统分子医学（尤其是划时代的RNA疗法）的发展和应用。他的研究从2011年起持续得到NIH的四个不同研究所（NCI、NIBIB、NIAID 和 NHLBI）包括8个R01在内的资助。他还获得了来自美国国家科学基金(NSF)、美国癌症协会和马里兰干细胞研究基金等政府和私有研究资助机构的多项科研项目。总科研经费达2000多万美元。他在包括Nature Biomedical Engineering和Nature Nanotechnology在内的高影响因子期刊上发表了150多篇论文，并撰写了一本书和五本书的章节。他共有16项已授权专利和专利申请。他的科研成果已被累计引用了12000多次，h指数是64。