段安民同志长期从事青藏高原气象学、海-陆-气相互作用和亚洲季风的研究。创新和完善了青藏高原影响亚洲季风形成和变化的过程和途径。提出并证明了高原地表热力异常信号的维持机制及其对东亚夏季风的滞后影响过程，揭示了高原热力强迫和热带海洋影响东亚夏季风环流和降水的相对重要性。发现了高原在快速升温的同时其大气和地表热源年代际减弱的现象，揭示了高原气候变化的原因及其与全球变暖的区别和联系。相关研究成果为深入认识亚洲季风的成因和变异做出了突出贡献。

已发表论文百余篇，论文引用3000余次。主持和完成多个国家级项目和课题。2017年获得国家自然科学基金杰出青年基金资助。