임준원교수는 이론 고체 물리학을 연구하고 있으며, 전자 파동함수의 기하학적 특성이 물성에 미치는 연구를 중점적으로 수행하고 있다. 최근 전자의 유효질량이 무한대가 되는 평평띠 시스템에서 란다우준위 구조가 양자정보학 개념인 양자 거리에 의해 결정된다는 이론을 네이처에 게재하여 학계의 주목을 받았다. 현재 양자 거리가 다양한 물성에 미치는 영향을 주제로 한국연구재단의 중견연구과제를 성공적으로 이끌고 있다.