从事光纤传感技术、光电检测技术、嵌入式图像检测技术等领域的研究工作。

    主持完成了一批国家自然科学重点和面上基金、973和863计划等国家级研究项目、省部级研究项目和国家工程项目。他曾研制成功我国第一台Φ900mm大口径Fresnel透镜激光阴影成像系统、系列感光材料分辨率自动测定仪、第一台激光全息防伪标示参数测定仪以及第一台第五套人民币三级防伪自动检测仪，累计获得省、部级科技进步一等奖2项，二等奖4项，国家发明专利8项。 2009年1月，刘铁根教授在光纤智能传感的一些关键技术及其在重大工程中应用方面的科研成果获得教育部科技进步一等奖并推荐国家奖。2009年9月，天津大学为主持单位获得国家重点基础研究发展计划（973计划）项目“新一代光纤智能传感网与关键器件基础研究”，总经费2800万元，刘铁根教授受聘为973计划项目首席科学家。这是我国光纤传感领域首个973计划项目，项目将“探索新一代光纤传感器的新材料、新原理和新结构，研究新型微结构光纤传感器件，突破光纤非线性散射效应传感瓶颈，扩展智能光纤传感网拓扑结构，奠定工程应用基础”。

    在国内外学术刊物上发表论文180余篇，其中被SCI 、EI收录的75篇。
    主编出版学术专著三部，其中，

1. 2008年1月，主编 “光学防伪检测技术” 电子工业出版社，ISBN 978-7-121-05347-4，获国家出版基金。
2. 2008年3月，主编 “嵌入式图像检测技术” 机械工业出版社，ISBN 978-7-111-23222-3。
3. 2009年10月，主编 “光电检测技术与系统” 机械工业出版社，ISBN 978-7-111-28116-0。

    享受国家政府特殊津贴，受聘为973计划项目首席科学家。担任光电信息技术教育部重点实验室（天津大学）主任，任中国光学学会光电技术专业委员会副主任、中国仪器仪表协会光学仪器分会副理事长、天津市光学学会副理事长兼秘书长、全国防伪技术注册专家、《光电子•激光》和《光电工程》编委等职。多次在国际、国内光学会议上任分会主席并做特邀报告，譬如，在2010年全国光学大会做大会特邀报告、在美国奥兰多SPIE Defense, Security, and Sensing国际会议做特邀报告、在第七届全国光子学学术会议等做大会特邀报告等。并作为专家参加了科技部、教育部各种评审会议和天津市几十个重点实验室评估等工作。