刘炳涛教授主要从事历史气候变化、上海史研究，对于明清时期长江中下游地区的温度、降水、极端气候事件进行重建，并进一步探讨该时期气候变化对长江中下游地区社会的影响以及人类社会的应对措施。主持国家社科基金、教育部人文社科基金、上海市哲社基金课题多项。专著《明清小冰期：气候重建与影响》2021年获得第五届谭其骧禹贡基金“优秀青年历史地理著作二等奖”；论文《1724-2016年上海地区冬季平均气温重建与特征分析》2022年获上海市第十五届哲学社会科学优秀成果（论文类）二等奖。
立足于海洋视域，以航道为切入点，围绕天文台、灯塔、挖泥船等技术，探讨19世纪后期至20世纪初期技术变革对上海港发展的影响，试图为近代上海港的发展提供另外一种思路和解释。
