李霞教授主要研究方向是:基于生物谱的复杂重大疾病的分子分型与生物标志物识别;生物信息融合分析技术;分子生物网络(SNPs虚拟网络、基因调控网络、miRNA-mRNA协同调控网、蛋白质互作网络等)重建;miRNA与复杂疾病调控机制研究;复杂疾病的风险通路(pathway)识别技术;基因与蛋白质功能研究的生物芯片信息学分析技术;高通量药物分子靶标筛选技术;研发解析癌症分子机制的生物信息学方法与分析平台等。李霞教授多年来一直从事生物信息学领域研究,先后承担课题30余项,其中,国家863高科技计划项目3项(组长1项、副组长1项、参加1项),国家973前期项目1项(主持),国家自然科学基金项6项(主持 5项),获省部级奖4项,厅局级奖8项,在国内外重要学术刊物和学术会议上发表论文120余篇(其中SCI 59篇、EI 18篇),累计SCI影响因子161,总引次数116。尤其在癌症等重大疾病功能基因识别方法的研究取得重要研究成果,科学研究论文发表在国外著名生命科学杂志《Nucleic Acids Research》(5篇,SCI影响因子:479),《Briefings in Bioinformatics》(SCI影响因子:329),《Bioinformatics》(SCI影响因子:42),《BMC Bioinformatics》(SCI影响因子:82),《中国科学》,《American Journal of Human Genetics》 (SCI杂志影响因子11),《Journal of Medical Genetics》(杂志影响因子7),《Progress in Natural Science》等上,并获得省政府自然科学2等奖项,在复杂疾病基因作图的模式识别方法研究领域做出重要贡献,其中论文“Gene mining: a novel and powerful ensemble decision approach to hunting for disease genes using microarray expression ”受到了Nobel奖得主Rich Roberts博士的好评,并迅速成为英国牛津出版集团旗舰科学杂志《Nucleic Acids Research》的热点文章(Hot Papers)。主编卫生部八年制规划教材《生物信息学》、主编《计算分子生物学与基因组信息学》、《医学遗传学与遗传流行病学数据分析》等10部。研制的人类遗传群体与家系资料分析系统(PPAP)已推广到中国科学院、北京大学、上海第二医科大学等60余个单位,并已成功地应用于20多项国家自然科学基金课题与博士论文的数据信息分析工作。李霞教授带领学术团队在国内医学院校首创生物信息学本科专业,她领导团队创建的《国内领先的示范性生物信息学本科专业课程体系》是国内生物信息学本科专业教育的模板,先后有多所综合性大学和医学专科院校对该课程体系进行参观学习,为推进国内生物信息学专业教育做出了重要贡献。