La dirección de investigación del profesor Zhao Xishun es la lógica matemática y su aplicación en informática e inteligencia artificial. En los últimos años, la investigación se ha centrado principalmente en la capacidad expresiva y la complejidad computacional de los sistemas lógicos. Una vez participó en la traducción de la "Enciclopedia de Matemáticas" y publicó el libro "El axioma de elección". En los últimos años ha publicado más de 20 artículos en las revistas de renombre internacional Journal of Automated Reasoning, Annals of Mathematics and Artificial Intelligence, Discrete Applied Mathematics, AI Communications, Fundamenta Informaticae, Information Processing Letters y congresos académicos internacionales AAAI 2004, SAT. 2002-2006 y ACC2007. Los proyectos que preside Zhao Xishun incluyen proyectos de la Fundación Nacional de Ciencias Naturales, proyectos de la Fundación Nacional de Ciencias Sociales, proyectos importantes de la Base de Humanidades y Ciencias Sociales del Ministerio de Educación y proyectos del Fondo de Programas de Doctorado del Ministerio de Educación.