主要从事光与物质的相互作用的前沿研究，包括超冷原子-分子、量子精密测量、量子光学等领域。叶军基于在超冷原子、相位稳定激光等领域的突破，发展了世界上最精确的原子钟，做出了许多世界首创的研究工作；实现了极性分子量子气体，开拓了超冷化学和量子化学基本问题的研究；发展了光学频率梳及其在光谱学中的应用，拓展了在远紫外和中红外光谱区域的频率梳及其应用。荣获一系列重要奖项和荣誉，包括5块美国商务部金牌、美国物理学会Norman F .Ramsey奖、电气与电子工程师协会I.I.Rabi奖、美国物理学会I.I.Rabi奖、美国光学学会William F.Meggers奖、2020年度“墨子量子奖”、2022年基础物理学突破奖、2023年首届睿远科技大奖等。
