徐洋研究组主要从事哺乳动物细胞，尤其是胚胎干细胞和诱导性全能干细胞与癌细胞活动关联的研究工作。 他发展了一种能对人类胚胎干细胞进行遗传修饰的新方法，这种方法利用细菌人工染色体（bacterial artificial chromosomes，BAC）更换缺陷基因，从而有可能实现干细胞系的快速基因修饰，用于人类遗传疾病，以及治疗手段筛选的研究。