雷清泉院士坚持电气绝缘的基础理论研究，主要研究方向为工程电介质材料及性能（特别是纳米复合材料、现象及其应用），注重电气绝缘基础研究与电子信息和纳米科技的交叉及在电力与石油能源工程中的应用。获国家技术发明二等奖一项，在国内外公开刊物上发表论文100余篇，出版专、译著6本。