张国柱，围绕“廉价化学品卤代烷烃等的精准转化”这一主题，针对立体选择性和高效转化应用等关键科学问题，就发展新的手性配体体系，新的成键成环模式等方面开展系统研究。先后主持承担了2项国家自然科学基金项目（2项面上项目）、国家级人才项目（青年项目）、中科院上海有机所所百人计划项目。到目前为止，以第一作者或通讯作者身份共发表SCI学术论文50余篇(影响因子>11.0的13篇)，包括J. Am. Chem. Soc. (6篇)，Angew. Chem. Int. Ed. (5篇)，Nature Communications (1篇)。撰写了2个英文学术专著章节。SCI他引3000余次，单篇最高他引314次，个人H因子26。曾荣获了美国加州大学圣塔芭芭拉分校院长奖学金，国家优秀留学生奖学金、2015年度的Thieme Chemistry Journals Award。