張曉東教授主要的研究領域為成體幹細胞生物學，包括我們衰老的原因，以及如何活得更健康和更長壽，這些都是今天人們正面對的嚴峻挑戰。目前他在探索成體肌肉幹細胞在組織再生和相關疾病如肌肉減少症（在衰老的過程中骨骼肌質量和強度出現退化）上的作用。在這些研究課題上，他的實驗室居於全球的前列位置。他的團隊利用流動細胞儀率先對肌肉幹細胞進行分離，為該領域提供了肌肉幹細胞基因特徵和表觀遺傳藍圖。張曉東教授多次在國際權威學術期刊上發表論文，包括《Cell》、《Nature》、《Cell Stem Cell》、《Developmental Cell 》及《Proceedings of the National Academy of Sciences》等。他更獲頒裘槎前瞻科研大獎，在科研上得到寶貴支持。