陈福荣教授的研究方向为低剂量三维原子分辨率动力学、软材料动力学成像、量子电子显微镜和太阳能可调（SET）玻璃。主要从事电子显微学——三维原子分辨率之tomography，电子光学系统仪器设计及制造等方面的研究，是突破现今透射电子显微镜对原子结构二维投影图像解析技术的限制，获得石墨烯三维（3D）原子结构图的世界第一人。

在学术研究方面，陈福荣教授于NATURE、NATUREcommunication、PNAS等高影响期刊发表SCI论文300余篇。 平均每年收到5次国际会议邀请报告。拥有中、美等各国授权专利17项。

除了学术研究，在科研成果转化方面也做了很多工作，他开展了电子光学系统仪器设计及制造等方面的研究，并已成功开发了台式电子显微镜和球差电镜。他创办了两家高科技公司，核心业务为电致变色节能智能玻璃和台式电子显微镜。

获得多项奖项和荣誉，包括2019年美国显微镜学会超快/超高压台式电子显微镜设计创新奖和2012年清华大学特聘教授，2019年凭借“桌上型超高压超快电子显微镜设计”获得“2019年度美国电子显微镜学会年度创新奖”，2013年获得欧洲显微镜学会2012年度杰出论文奖。