2002年当选以色列科学与人文学院院士、2004年当选欧洲科学与艺术学院院士、2009年当选德国国家科学院院士、2021年当选中国科学院外籍院士。
伊塔玛尔•威尔纳教授的研究领域涵盖超分子化学、纳米与生物材料等。他运用DNA、蛋白等生物大分子，结合金属纳米颗粒，创新构建了一系列生物/纳米功能自组装体系，如DNA分子机器、逻辑门、杂化组装体、多层级组装体等。基于上述功能组装体，他开发了系列生物纳米催化新方法，提出“核酸适配酶”（Nucleoapzymes）全新概念，大幅提升了模拟生物酶催化的效率与特异选择性。同时，探索了纳米组装体在生物光电传感、智能响应软材料等领域的应用，是该研究领域的杰出贡献者。在前期工作基础上，他于近期发展了“DNA动态网络”这一系统化学新理念，为深入研究生命过程中生物大分子非平衡组装行为及潜在应用提供了新的平台与有力工具，进而系统研究了人工光合成/光保护新体系构建及相应能量耗散机制。伊塔玛尔•威尔纳教授在Nature、Science等国际著名期刊共发表SCI论文850余篇，引用89000余次，H-index 142，授权发明专利30余项。他先后获得以色列化学奖、罗斯柴尔德奖以及EMET奖（由以色列总理授予）等，同时也是以色列化学会金牌得主。曾任/现任近20部学术期刊编委，包括JACS、ACIE、Nano Lett.、ACS Nano、Small、ChemPhysChem等。
伊塔玛尔•威尔纳教授的开拓性科学理念、观点以及一系列创新成果在分子-超分子电子学、智能响应材料、可控润湿及装载/释放功能界面、光电/生物电子组装系统等领域具有重要及深远的影响。他前瞻性的理念与成果已在光/电化学（生物）探针、用于释药的微纳组装体设计、新型光催化剂合成、分子机器及器件领域衍生出了新的应用。伊塔玛尔•威尔纳教授与中国科学界保持着紧密的联系，长期与中国学者合作，2017年作为外方主任与田禾院士共同领衔组建教育部结构可控分子工程国际合作联合实验室，深入开展学科前沿研究，打造汇聚国内外顶级科学家的精准化学与分子工程基础研究、人才培养和国际合作高地。