张兴国教授主要从事金属凝固组织控制、轻合金设计及电磁成型与改性技术、大块非晶合金及宽带材制备技术、功能材料、复合材料、高强高导电材料、深海工程材料和高性能球墨铸铁材料的研究。承担和参与了多项国家重点基金、重大基金项目和973课题子项目，负责1项高强韧镁合金国家预研项目、4项国家自然科学基金面上项目和教育部重点项目、辽宁省、大连市基金项目、张家港领军人才项目等多项纵向课题，以及北京航材院、宁波兵科院、宝钢、包头稀土院、辽宁华岳精工等企事业单位委托的合作课题多项。发表学术论文200多篇，SCI、EI收录130多篇，专利12项。