김상원 연구실은 고분자 구조·물성에 대한 기초 이해를 바탕으로 블록 공중합체 자기조립, 전자·반도체용 기능성 박막 및 패키징 소재, 이온겔·고분자 전해질 기반 에너지 저장 소재, 그리고 미세플라스틱·자원순환을 포함한 지속가능 고분자 기술을 아우르는 융합 연구를 수행하며, 나노구조 제어와 계면 설계, 공정 적합성, 친환경성을 동시에 고려한 차세대 고분자 소재 개발에 주력하고 있다.