研究領域：粉末冶金、先進陶瓷、納米材料、復合材料；
研究方向：航空航天航海材料，核反應堆材料，空間太陽能發電及其它新能源材料，環境友好材料，輕量化材料，3D打印材料與部件。

葛昌純自 1952 年以來長期在第一線從事材料科學研究工作。他在濃縮鈾 235復合分離膜，粉末冶金和先進陶瓷方面做出了重大的創造性貢獻。1985年一等國家發明獎“乙種分離膜的制造技術”第一發明人，是制造原子彈、氫彈、核潛艇的關鍵材料-濃縮U235用復合分離膜的主要奠基人，為我國“兩彈一星”事業做出了重大貢獻。葛昌純在研制成功一系列納米粉末和納米材料、在國內首次研制和生產成功質量達到國際先進水平的二次還原鐵粉和在天津、武鋼建立起現代化還原鐵粉基地、在國內首先研制成功全密度、無偏析、使用壽命為熔煉高速鋼3-7倍的粉冶T15，開拓了我國制造全密度、高性能粉冶合金鋼的先進技術并在鋼鐵研究總院建立起我國第一個粉末高速鋼中試基地、在北京特鋼廠和北京科技大學分別建立起我國第一臺預應力鋼絲纏繞熱等靜壓機和第一臺雙2000（2000°C , 2000atm）熱等靜壓機、和韓鳳麟合著出版我國第一本30萬字書《鋼鐵粉末生產》、在液相燒結機制的研究中、在用羰基法從鎳冰銅提取鎳代替電解法節電94%的研究等方面做出了開創性的貢獻。

葛院士與賴和怡教授創建我國第一個粉末冶金博士點，與鐘香崇院士等創建無機非金屬材料博士點，他培養出 37 位博士和 66 位碩士，發表論文450余篇，是我國粉末冶金材料領域的奠基人之一和先進陶瓷領域的開拓者之一。他是我國新能源材料的攻堅者和倡導者之一。2007 年 10 月葛院士被科技部聘為第二屆國家磁約束核聚變專家委員會顧問；2014 年以“空間太陽能發電”為主題的香山會議中擔任四位執行主席之一，是國防科工局聘定的空間太陽能發電的六位院士高級顧問之一。