巫鸿教授是当今国际上最具声望的艺术史家和美术批评家之一。他长期在多学科基础上研究中国艺术和视觉文化的历史与当下，在国际范围内推动中国艺术的研究与教学，并努力将其纳入全球艺术史的基本知识结构。他已出版学术专著20余种，主编论文集、展览图录60余种，发表学术论文100余篇，为中国艺术国际影响力的提升做出了突出贡献，也引领了近年来国内艺术史研究的新风气。
巫鸿教授在多学科交叉的基础上，通过大量个案研究及通史写作，反思传统艺术史研究的经验与不足，整体性地讨论中国艺术传统的基本特征、概念和发展脉络，探索中国古代艺术作品和现象的解释方法。其研究对象包括史前时期的工具、器物、工艺品、徽志，先秦与中古时期的城市、建筑、墓葬、石窟、绘画、雕塑、器物、圣山、图符，近古时期的卷轴画、屏风、拓片、建筑、景观等，涉及多个时段、多种材质、多种艺术形式，既包括微观的个案分析，也包括长时段的宏观观察。他早期的代表作《武梁祠：中国古代画像艺术的思想性》（The Wu Liang Shrine: The Ideology of Early Chinese Pictorial Art，1989）采用“原境”“图像程序”等概念，将东汉武梁祠的研究提升到文化史的高度。他的《中国古代艺术与建筑中的“纪念碑性”》（Monumentality in Early Chinese Art and Architecture，1995）综合讨论了早期中国艺术“礼仪美术”的特征与意义，《重屏：中国绘画的表现与媒材》（The Double Screen: Medium and Representation in Chinese Painting, 1996）通过讨论中国传统绘画的“物质性”，将图像与其功能和社会生活关联起来。“物质性”的概念在《黄泉下的美术》（Art of the Yellow Spring: Rethinking Chinese Tombs, 2010）一书中继续发展，该书还同时结合“时间性”和“空间性”宏观地探讨由中国田野考古学的快速发展而积累的大量墓葬材料。在这类研究的基础上，他提出的“墓葬美术”的概念，也成为近年中国艺术史研究中最为活跃的领域之一。《废墟的故事：中国美术与视觉文化中的“在场”和“缺席”》（A Story of Ruins: Presence and Absence in Chinese Art and Visual Culture, 2012）、《中国绘画中的女性空间》（2019）等著作，则从全新的角度，重新发掘中国艺术传统的价值。
巫鸿还以历史学家的眼光，对近四十年来中国当代艺术的理论与实践进行了深入研究，清晰明确地提出“中国实验艺术”的概念，从中国历史和与世界的联系两个方面理解中国当代艺术“实验性”或革命性的本质，避免了简单套用现成的西方模式来理解中国当代艺术的倾向。他通过写作和策展等多种方式，既扮演了中国当代艺术记录者和阐释者角色，也为当代艺术的发展提供了更为清晰的概念工具。他的文集《作品与展场：巫鸿论中国当代艺术》（2005）、《走自己的路: 巫鸿论中国当代艺术家》（2008）所收文章，充分展现了他观察中国当代艺术多元而丰富的角度。这些努力，使得中国艺术的历史研究与当下的艺术实践不仅在材料和语言上，更重要的是在功能与问题上沟通起来，使得中国艺术史真正成为一个“通古今之变”的完整故事。如果说他的《当代中国艺术：一种历史叙事》（Contemporary Chinese Art: A History，2014）像一种断代史，《聚焦：摄影在中国》（Zooming In: Histories of Photography in China，2016）像一种专题史的话，那么，他的《废墟的故事》等著作以及最近所策划的展览“画屏：传统与未来”（2019）则贯通古代和当代，通过诸多特定的案例，找寻中国艺术过去与今天内在的衔接点。
巫鸿教授近年来的研究重点是在“全球艺术史”的概念下，提炼和概况中国艺术的特征，他的演讲集《全球景观中的中国古代艺术》（2017）初步反映了他在这方面思考的成果。他的新作《物·画·影：穿衣镜全球小史》（2021）通过一个小切口，展现了在最为广大的“时间”（古与今）和“空间”（世界）范围内物品、图像彼此互动与映射的复杂关系，展现了这个新方向丰富的、多维的可能性。这些思考，毫无疑问也体现了一位华裔国际学者对于促进中国文化与国际对话，让世界重新理解中国文化的使命感与担当。
近年来，巫鸿教授对于中国学界的影响力有目共睹，他主持的多个合作研究项目，所策划的大量展览，发起的多种学术会议，主讲的多种系列讲座，都受到学界的热烈欢迎。他的《礼仪中的美术》《美术史十议》《空间中的美术》《第一堂课：在哈佛和芝大讲中国艺术史》等，是许多年轻学子案头必备读物。他所发起的“汉唐之间的考古与艺术”“古代墓葬美术研究”等系列会议，都曾与北京大学有过密切的合作，有着良好的社会反响。