呼吸，是个体以及细胞在其生命活动过程中必不可少的基本过程，所以针对呼吸作用研究具有深远的理论研究意义和实际应用价值，是人类近百年来一直在孜孜以求而探索的研究领域。对线粒体呼吸链的结构与功能研究一直都是国际生命科学领域的热点之一。清华大学生命科学学院杨茂君教授研究组紧紧围绕细胞能量代谢系统这一领域开展研究，特别是在线粒体呼吸链及呼吸链超级复合物的结构、功能及药物前体分子开发等方面取得了一系列重大原创性成果。研究领域主要集中在线粒体呼吸链结构与功能研究方面，从低等生物的线粒体呼吸链蛋白入手，稳扎稳打、层层深入，开发了新技术、新方法，进而解析了高等哺乳类动物乃至人源线粒体呼吸链超级复合物的结构，刷新了以往普遍认为的线粒体呼吸链蛋白独立存在于线粒体内膜上的认知，开启了对线粒体呼吸链认知的新篇章。在世界顶级期刊发表多篇论文，且多次被国际大会邀请呈现，研究成果奠定了在线粒体能量代谢结构生物学研究领域举足轻重的地位。