白春禮院士作為中國掃描隧道顯微學的開拓者之壹，也是國際STM方面有壹定影響和活躍的科學家之壹，領導實驗室開展了廣泛、深入並且富有成效的研究活動，並於1997年當選為中國科學院院士，第三世界科學院院士。
先後從事過高分子催化劑的結構與物性、有機化合物的X-射線晶體結構、分子力學和導電高聚物的EXAFS等研究。從80年代中期開始轉入到納米科技的重要領域--掃描隧道顯微學的研究。主要工作集中在掃描探針顯微技術，以及分子納米結構和納米技術研究。在白春禮博士的主持下，成功研制了計算機控制的掃描隧道顯微鏡（STM），獲1989年中國科學院科技進步二等獎；與此同時，與中國科學院電子顯微鏡實驗室合作，研制並開發另壹臺STM，獲1989年中國科學院科技進步二等獎；這兩項工作的進壹步完善，***同獲得1990年國家科技進步二等獎，這也是中國第壹項關於掃描隧道顯微學領域的獎勵。隨後，他率領的科研小組研制成功了我國第壹臺原子力顯微鏡（AFM）(獲得中國科學院科技進步壹等獎，國家科技進步三等獎)、第壹臺激光原子力顯微鏡、低溫掃描隧道顯微鏡（STM）、彈道電子發射顯微鏡、超高真空掃描隧道顯微鏡等多種掃描探針顯微儀器。所獲得的這些科研成果，由於以不同於國外的創新方式解決了壹系列重要技術難題，先後獲得六項國家發明專利。這些新型系列顯微儀器的研制成功，為掃描隧道顯微學的應用研究，奠定了必要的物質基礎。為中國在這壹領域工作的開展起到了促進作用。
利用研制的儀器，在極高分辨率的水平上，對材料表面結構與樣品設備、形成條件等方面進行了深入的分析研究，同時在利用掃描隧道顯微鏡進行納米級加工方面，對新型高密度信息存儲方式和納米科技的研究進行了重要的探索。
在基礎研究方面，白春禮博士在使用這些新技術研究有機固體和大分子的表面結構方面做出了貢獻。如用STM、AFM和磁力顯微鏡(MFM)研究了有機導體、有機鐵磁體、有機自組裝膜以及核酸、細胞等生物材料。這些研究結果，在原子或分子級分辨率的水平上，解釋了材料表面結構與樣品制備、形成條件的關系。另外，還首次利用AFM和MFM研究了磁性有機薄膜表面的形貌和磁疇,建立了壹種研究幾個分子層厚的有機LB膜表面微弱磁場分布的新方法,可達到納米級空間分辨率。在單分子結構，有機分子自組裝研究方面取得了壹些高水平結果。利用超高真空掃描隧道顯微鏡(STM)，首次觀察到半導體化合物二硫化鉬的表面形貌，在原子級水平上揭示了這類層狀化物表面結構的新特點。
組建了“北京本原顯微儀器開發中心”，生產的STM整機很快打入國際市場。先後獲國家和院部級二等獎以上科研成果獎7項，國家發明專利5項。在國內外學術雜誌上發表論文180篇，出版中英文專著7本。