他針對(duì)合金強(qiáng)韌性之間呈倒置關(guān)系這一重大難題，在合金強(qiáng)韌化理論與應(yīng)用等方面做出了系統(tǒng)性創(chuàng)新成果。提出了異質(zhì)界面強(qiáng)韌化的新思路，建立了合金多尺度第二相耦合強(qiáng)韌化模型，發(fā)現(xiàn)了金屬形變孿晶和納米多層膜微納柱體強(qiáng)度的顯著外觀與內(nèi)在尺寸效應(yīng)，據(jù)此發(fā)明了幾種高強(qiáng)韌合金與納米多層膜的制備技術(shù)，并實(shí)現(xiàn)了規(guī)?；瘧?yīng)用。曾獲國(guó)家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)、國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)、國(guó)家級(jí)教學(xué)成果二等獎(jiǎng)及中國(guó)高校十大科技進(jìn)展等。

       依托西安交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院建設(shè)的金屬材料強(qiáng)度國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在多年前評(píng)估中的險(xiǎn)象環(huán)生，是孫軍教授一生中最難忘的，也是對(duì)他影響至深的經(jīng)歷?；貒?guó)之前，孫軍教授在國(guó)外已經(jīng)有了一些成績(jī)，當(dāng)時(shí)的學(xué)校和學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)都向他伸出橄欖枝，希望他可以回到交大，回到材料學(xué)院。孫軍教授1995年2月回國(guó)，擔(dān)任材料學(xué)院院長(zhǎng)助理，一頭扎進(jìn)當(dāng)時(shí)正在進(jìn)行的“211”建設(shè)計(jì)劃項(xiàng)目申報(bào)工作，那時(shí)，他幾乎駐扎在學(xué)院，全年無(wú)休。

       1996年元旦，孫軍教授開始持續(xù)高燒，原因不明。入院治療直至春節(jié)后依舊不見好，后經(jīng)手術(shù)提取部分組織化驗(yàn)，確診為一種非典型的何杰金氏淋巴瘤。朋友和親人的擔(dān)心、身體的病痛，沒有成為離開科研、離開學(xué)院的理由，孫軍教授用勇氣和毅力直面病情，努力恢復(fù)。1997年國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室評(píng)估時(shí)，孫軍教授發(fā)著燒仍然堅(jiān)持從病房直達(dá)會(huì)場(chǎng)，并被特許坐著報(bào)告，結(jié)束后又直接送回病房。這在孫軍教授看來(lái)，與其說(shuō)是信念的力量，不如說(shuō)是情感使然?！拔艺娴氖巧钌畹貝壑靼步淮?、材料學(xué)院，尤其是國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。業(yè)內(nèi)也總有人說(shuō)，國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)深深的融進(jìn)了我的血液之中，可謂‘以身相許’吧，我想這也許這就是我的‘愛情’”。他用“愛情”來(lái)比喻事業(yè)，新鮮、貼切，也無(wú)比動(dòng)人。

       提到對(duì)自己影響深遠(yuǎn)的人，孫軍教授最先說(shuō)起的是自己求學(xué)路上不同階段的恩師：周惠久院士當(dāng)年告誡學(xué)生，金屬材料強(qiáng)度研究要“理論聯(lián)系實(shí)際”；碩士導(dǎo)師鄧增杰教授囑咐學(xué)生要“說(shuō)實(shí)話，辦實(shí)事”；博士時(shí)期的導(dǎo)師涂銘旌院士認(rèn)為材料科學(xué)的研究“盡量要走少人區(qū)、無(wú)人區(qū)，盡量去開發(fā)處女地”。

       孫軍堅(jiān)信，“三人行必有我?guī)煛?，要善于發(fā)現(xiàn)、學(xué)習(xí)別人、包括學(xué)生的優(yōu)點(diǎn)?！耙恢Κ?dú)秀不是春，百花齊放春滿園”。工科研究單打獨(dú)斗不可行，而團(tuán)隊(duì)的形成一定是自然而然的，是一種緣分。作為領(lǐng)頭人，孫軍教授強(qiáng)調(diào)“大公無(wú)私最關(guān)鍵”，一定要從各方面關(guān)注年輕人在每一個(gè)階段的切實(shí)需求，對(duì)癥下藥，全力以赴幫助他們實(shí)現(xiàn)夢(mèng)想，只有這樣，才能在工作中贏得彼此的尊重。對(duì)于自己所在的團(tuán)隊(duì)，他充滿感恩。與任曉兵、單智偉等多位老師團(tuán)結(jié)互助，課題組的丁向東、劉剛老師等人品貴重，余倩、李蘇植和張金鈺等眾多學(xué)生們的認(rèn)真努力，申報(bào)成功的國(guó)家自然科學(xué)基金創(chuàng)新群體及其延續(xù)項(xiàng)目，正是一個(gè)群體作戰(zhàn)實(shí)力的展現(xiàn)。孫軍教授說(shuō)：“沒有他們的付出和幫助，就沒有我的今天?！?/p>

       單智偉教授說(shuō)，“孫老師不是一般的科學(xué)家，是戰(zhàn)略科學(xué)家。”一名博士生用“偉大”來(lái)形容這位可敬可愛的導(dǎo)師：“孫老師對(duì)問(wèn)題的見解很深刻，一言點(diǎn)撥就能讓我們醍醐灌頂，茅塞頓開，真正的‘學(xué)術(shù)大神’?！?/p>

       談到對(duì)于青年學(xué)生的期望，他說(shuō)：“大學(xué)的學(xué)習(xí)，事實(shí)上就是建立自己的目錄，學(xué)會(huì)查找?！痹诰唧w實(shí)施過(guò)程中，他建議：首先可以培養(yǎng)興趣，走入實(shí)驗(yàn)室和課題組，多了解科學(xué)研究是什么；其次要把握學(xué)校內(nèi)外豐富的資源，廣泛閱讀；第三，多聽一些學(xué)術(shù)報(bào)告，不求完全聽懂，而是將其作為了解的窗口。

長(zhǎng)期從事計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)和高性能計(jì)算系統(tǒng)研究。解決了基于分散、異構(gòu)、動(dòng)態(tài)資源構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)計(jì)算環(huán)境的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，主持研發(fā)了國(guó)家高性能計(jì)算環(huán)境CNGrid；提出了改善眾核并行編程的系統(tǒng)性方法，促進(jìn)了高性能計(jì)算的普及應(yīng)用；長(zhǎng)期任高性能計(jì)算方向國(guó)家重大項(xiàng)目總體組長(zhǎng)，主持制定了戰(zhàn)略目標(biāo)和實(shí)施方案，推動(dòng)了高性能計(jì)算的跨越發(fā)展。相關(guān)成果獲包括國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)（2007年、2020年、排名第一）在內(nèi)的省部級(jí)以上科技獎(jiǎng)勵(lì)9項(xiàng)，發(fā)表論文400余篇。

長(zhǎng)期從事機(jī)器人理論與應(yīng)用研究，在受人啟發(fā)的機(jī)器人決策、感知、控制及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面作出了系統(tǒng)性、創(chuàng)造性的重要貢獻(xiàn)。她是國(guó)家杰出青年科學(xué)基金獲得者，新世紀(jì)百千萬(wàn)人才工程國(guó)家級(jí)人選，國(guó)際電子電氣工程師學(xué)會(huì)會(huì)士（IEEE Fellow）。獲國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)、北京市科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)、中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)，均排名第一。首次從中國(guó)當(dāng)選并連任IEEE機(jī)器人與自動(dòng)化學(xué)會(huì)管理委員會(huì)成員，現(xiàn)任全球IEEE獎(jiǎng)勵(lì)委員會(huì)委員、IEEE機(jī)器人先鋒獎(jiǎng)評(píng)選委員會(huì)委員、IEEE機(jī)器人與自動(dòng)化學(xué)會(huì)Fellow提名委員會(huì)委員；受邀擔(dān)任多種SCI期刊主編及編委。

長(zhǎng)期從事核物理工程技術(shù)研究，是我國(guó)工程物理綜合科學(xué)實(shí)驗(yàn)及精密實(shí)驗(yàn)物理設(shè)計(jì)領(lǐng)域?qū)W術(shù)帶頭人之一。曾獲國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，省部級(jí)一等獎(jiǎng)3項(xiàng)、二等獎(jiǎng)4項(xiàng)，第十二屆光華工程科技獎(jiǎng)，第五屆全國(guó)優(yōu)秀科技工作者及十佳提名獎(jiǎng)，鄧稼先科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)。

長(zhǎng)期致力于糖尿病精準(zhǔn)診療、預(yù)警篩查、發(fā)病機(jī)制的研究及防治工程管理。獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)2項(xiàng)（排名第一、二），省部級(jí)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)5項(xiàng)（排名第一），主持國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（973計(jì)劃）及國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等項(xiàng)目，以通訊（含共同通訊）作者在BMJ，Diabetes Care，Lancet Diabetes Endocrinol等國(guó)際權(quán)威期刊發(fā)表論文299篇，主編國(guó)際首部持續(xù)葡萄糖監(jiān)測(cè)中英文專著。獲何梁何利科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)、亞洲糖尿病研究協(xié)會(huì)Distinguished Research Award for Epidemiology of Diabetes in Asia。

陳掌星院士是國(guó)際著名油藏工程專家，在滲流力學(xué)研究、油氣提高采收率工藝新技術(shù)、油藏?cái)?shù)值模擬理論與方法、人工智能、可視化技術(shù)、技術(shù)轉(zhuǎn)讓和應(yīng)用等方面取得突出成果。獲美國(guó)福特總統(tǒng)獎(jiǎng)、加拿大最高科技獎(jiǎng)、工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學(xué)菲爾茲獎(jiǎng)、“Killam”最高教授成就獎(jiǎng)等。今年9月30日獲2020年度中國(guó)政府友誼獎(jiǎng)。