刘杰研究员主要从事高能重离子与材料作用基础和应用研究，在重离子潜径迹形成机制、聚合物离子核径迹技术研究方面取得了一系列重要原创成果，其成果核孔膜辐照及其产业化取得良好的社会和经济效益。作为国家重大专项首席科学家，依托兰州重离子加速器大科学装置，率领团队在中能和高能区建立了两套具有国际一流技术指标的单粒子效应地面模拟装置，成为我国宇航电子元器件抗辐射性能高LET重离子地面评估的唯一装置。作为“悟空”卫星塑闪阵列探测器主任设计师，带领团队经过1500多个日日夜夜艰辛努力，攻破了PSD研制多项关键技术，按时按质完成了电性件、结构件、初样件和正样件的研制，以满分成绩交付用户，获得卫星总体和中科院一致肯定。曾荣获中国科学院第五届“十大杰出妇女”、中国科学院“杰出科技成就奖”，甘肃省科技进步一等奖。主持及完成科技部、自然科学基金委、科学院等20余项科研项目。其科研团队至今在国际国内核心刊物上已发表学术论文200余篇。