从1965年开始从事针灸原理研究,1972年以来从中枢神经化学角度系统研究针刺镇痛原理,发现针刺可动员体内的镇痛系统,释放出阿片肽、单胺类神经递质等,发挥镇痛作用;不同频率的电针可释放出不同种类阿片肽; 针效的优、劣取决于体内镇痛和抗镇痛两种力量的消长。研制出“韩氏穴位神经刺激仪(HANS)”,对镇痛和治疗海洛因成瘾有良效。1987-2000连续13年获美国国立卫生研究院(NIH)RO1科研基金用以研究针刺镇痛原理。2004-2009年获NIH重点科研基金与哈佛大学合作研究针刺戒毒原理,其间兼任哈佛大学精神病学科兼职教授。2007年担任中国科技部《基于临床的针麻镇痛的基础研究(973)》首席科学家。在国内外杂志及专著上发表论文500余篇,编写中文专著9册,英文教科书1册。
1979年以来应邀到27个国家和地区的100余所大学和研究机构演讲206次。多次担任国际学术会议主席和大会报告人,1990-2002年任世界卫生组织(WHO)科学顾问,1991至今任美国国立卫生研究院(NIH)顾问。获国际脑研究组织与美国神经科学基金会联合颁发的“杰出神经科学工作者奖学金”(1985),被选为瑞典隆德皇家学院国际院士,国际疼痛研究会(IASP)教育委员会委员(1991-1995)和中国分会会长(1989-),担任两届国际麻醉性物研究学会(INRC)执委会委员。2007年任国际神经肽协会中国分会主席。现兼任国务院学位委员会学科评议组成员,中国博士后科学基金会理事会医学组长;北京神经科学会名誉理事长;中华医学会疼痛学分会主任委员;《生理科学进展》杂志名誉主编,《中国疼痛医学杂志》主编,《国际神经科学杂志》、《中国药理学通报》、《中国中西医结合杂志》(英文版)、《中国药物滥用防治杂志》等编委。