曹元成教授主要從事固態電池關鍵材料及安全型儲能電池等方面的研究，具體包括：1）聚合物固態電池基礎研究如離子傳導機理，固-固界面問題等；2）固態電池生產工藝；3）退役動力電池綜合利用與再生修復技術。
近年來，曹元成教授作為主要骨干人員參與多項國外重大項目如歐盟第6框架協議、英國高等學校合作基金、英國 “SUPERGEN”能源類重大攻關項目，并獲得英國EPSRC “最具影響力”獎勵計劃資助主持項目1項；2014年10月-2018.7江漢大學光電化學材料與器件教育部重點實驗室，2018-現在華中科技大學電氣學院，目前主持科研課題5項總經費過1000萬。