施建成研究员长期从事遥感科学基础理论和前沿技术研究。他建立了原创性辐射传输机理模型、揭示了在不同遥感观测模式下土壤-积雪-植被的微波组分对卫星观测的贡献率及组分之间的转换机制、推动了能量和水循环观测向系统性发展。主要学术贡献如下： 
       创建了准确刻画积雪微结构的全波段（光学-微波）辐射输模型，全面揭示了积雪辐射与散射分量随遥感观测模式变化的机理，并系统性研发了积雪全要素（覆盖度、密度、厚度、湿度、粒径）的反演算法体系。
       发展了刻画粗糙地表和植被相互作用的主被动微波模型，揭示了各种观测条件下植被覆盖地表不同分量的贡献变化规律和内在机理，解决了土壤水分反演中粗糙度和植被校正的两大难题，并为微波监测植被特性提供了新的手段。
       系统性地构建了辐射平衡和水循环的定量反演体系，引领了国际水循环观测由单要素到系统性的创新发展，并推动了我国水循环新型卫星的论证和发展。
       共发表SCI论文306篇，包括Science和Natural共同作者各一篇，总被引2万6千多次， H-Index 71。发表专著或专著章节8部，15项专利，并在国际上公开发表了11个全球或区域的遥感地球要素数据集。他也是国际遥感领域三大专业学会（IEEE、SPIE和国际电磁科学院）的会士。