黄教授先后主持了2项国家重大传染病专项(结核病新型诊断产品研发及其产品化)、参与1项科技部国家重点研发计划项目(输入性传染病的输入机制与播散规律)、先后主持国家自然科学基金重点项目和面上项目、国际合作项目、广东省自然科学基金重点项目、广东省引进创新团队项目以及广州市协同医疗科技创新项目等10多项研究项目，累计金额近7000万。在上述基金的支持下，黄曦教授在抗感染免疫的信号转导与分子调控机制等前沿领域开展原创性的研究工作，主要研究模式识别受体(PRR)包括T0lI样受体(TLR)、NOd样受体(NLR)和RLH及PRR负调控分子等在抗感染免疫中的作用及其机制，深入探讨细菌性(如:绿脓杆菌、结核分枝杆菌等)和病毒性(如新冠病毒、登革热病毒、寨卡病毒等)疾病的免疫机制，阐明上述病原体感染导致免疫病理损害的分子机制，抗感染免疫的免疫调控机制和有效治疗方案，为进一步寻找可能的药物防治靶点提供科学的理论依据。相关成果发表在Lancet Infect Dis, Lancet Gastroenterol, CelResearch, ACS NANO, ACS Cent sci, smalPLoS Pathogens, Theranostics,JInfectDis, Cell Death & Dis.等高水平论文期刊共100余篇。

近年来，他主持的国家科技重大传染病专项"十二五”和“十三五”研究课题“新型结核诊断产品的研发与产业化”，针对"结核病快速诊断，菌阴结核诊断，耐药结核诊断以及潜伏感染鉴别诊断”等重大问题，从试剂盒的开发优化到临床转化和评价，系统的解决了结核病的快速检测难题，提出来一套完整的解决方案，为结核病的快速诊断方面做出了突出贡献，从而极大满足医疗卫生机构对于结核病检测的需求，提高我国结核病临床诊疗和预防控制水平。