李丹楓主要從事凝聚態物理學及材料科學研究，其研究重點在於氧化物異質結構和納米膜的原子尺度製備、非常規量子材料的動力學合成、低維超導電性以及氧化物界面的演生量子態等。長期以來，人們一直傾向於認為鎳氧化物化合物可能不存在超導性。但在2019年，他透過製作無限層鎳氧化物薄膜，研發出首個鎳氧化物超導體，這是材料物理學界30多年來持續追尋的目標。

2021年，李丹楓榮獲美國麻省理工學院《科技評論》雜誌選為「中國區35歲以下發明家」，該年僅有兩位香港學者獲選。他成為35歲以下、對未來科技發展產生深遠影響的領導人物之一。他曾在《自然》、《科學》、《自然材料》、《自然物理》、《物理評論快報》、《自然通訊》等學術期刊發表多篇重要論文。

楊振寧獎由亞太物理學會聯合會及亞太理論物理中心共同頒發，旨在表彰在物理學領域作出重大貢獻的年輕研究員，以培養亞太區物理學的未來領袖，並推動全球科學進步。