宫琳主要研究领域包括复杂系统设计与创新、数据科学、知识工程、智能制造等。主要教学方向包括系统创新理论与方法、工程管理（全英文）、应用统计学等。
在复杂系统设计与创新方面，他针对复杂产品和系统设计中存在的诸多难题，有显著成果。比如提出大规模设计知识图谱构建与分析方法，基于自然语言处理抽取设计知识，构建跨域知识图谱，还能开展核心技术卡脖子风险预测等，该成果支撑了海尔、船舶等产品及重大装备设计，提升了设计效率。
在数据科学和知识工程领域，他提出设计方案智能创新生成技术，实现复杂产品创新设计方案自动生成，突破大规模定制模式下产品快速设计难题，融合大语言模型与知识图谱技术开发智能设计助手软件，还能对工业系统设计方案进行优化，应用于兵器、航天等单位，并获国防科学技术进步奖一等奖。
在智能制造方面，他提出高韧性复杂系统设计及实时优化技术，围绕系统抗扰动开展韧性评估，精准识别薄弱环节，突破系统动态环境下实时优化技术，实现系统面向动态扰动的快速恢复，在徐工、国机等企业应用，节约成本超亿元，牵头获中国自动化学会科技进步一等奖。
