彭长辉教授主要从事生态与气候变化方面的研究。在全球变化、陆地生态系统碳循环和生态模型研究等方面已取得国际公认的研究成果，开发了有自主知识产权的三元生态系统混合模型（TRIPLEX），该模型已写入北美最有影响的《森林生态学》教材。至今已在Science（3）、Nature（1）、Nature Climate Change（2）、PNAS（3）、Ecology Letters（1）和Frontiers in Ecology and the Environment（3）等国际顶级学术期刊发表论文220余篇，被多种刊物邀请撰写综述性论文。