在清华大学的10年间,颜宁主要运用结构生物学和生物化学手段,致力于与重要疾病相关的跨膜运输蛋白的结构与机理的系统研究,带领其研究团队取得了一系列具有国际影响的原创性基础科研成果,包括解析了国际上攻坚几十年的葡萄糖转运蛋白(GLUTs)高分辨率晶体结构,以及具有重要生理和病理功能的电压门控钠离子和钙离子通道的三维结构,其中葡萄糖转运蛋白结构已经被国际经典的生物化学最新版教材收入。

　　2009年以来,颜宁作为通讯作者在《自然》《科学》《细胞》三大国际期刊上发表科研论文17篇,培养7名博士生;其研究成果在2009和2012年被《科学》年度十大进展引用;2016年,颜宁被《自然》评为十位“中国科学之星”之一。