在理论地理学的研究中,王铮除提出理论地理学的一般原理外,主要致力于理论地貌学和理论经济地理学研究。早年,发展了一系列地貌演变的解析模型,如一维理想河流演变模型(1989)、沉积层层厚分布的模型(1991)、沿岸流作用下海岸线轮廓演化模型(1994)、泥沙悬浮的熵模式(1995)。2000年后重点开展理论经济地理学研究,包括从统计力学角度推导出空间相互作用模型(1986,1989,2002)证明了A E Wilson模型的合理性并且证明在开发系统下该模型仍然成立,求出空间相互作用城市的数学形式,发展增长极的空间动力学模型(1988,1995),知识产业的区位模型(1999,2005)、旅游业区位模型(2000,2002)、知识溢出空间过程模型(2003,2004)、产业集群模型(2008)、发展了一种高技术产业空间格局演变理论(2004~2010)和一种旅游规划学说(2000~2008)。王铮在理论地理学方面的研究工作,集中表现在他的理论地理学专著《地理科学导论》、《理论地理学概论》和《普通地理学》内,在这些专著中,王铮(与丁金宏合作)提出了地理事物具有环境-区域二象性,地理景观界线信息测不准、地理学五条公设,区域进化观点以及区域枢纽-网络结构学说等。特别是提出了“一个独特的理论地理学体系”(胡焕庸评价),“明确地提出了宏观经济地理学和微观经济地理学的分类体系,有重要意义。”(吴传均评价)在区域管理学的研究中,王铮(与吴必虎等合作)提出了PRED协调概念和地理工程学说(1987,1989,1991,1995),定义了区域管理的概念和范畴(2000),提出了凯恩斯经济政策与供应学派经济政策的适用范畴,提出了区域知识管理学说(2006,2007)、区域溢出模式(2010)和区域发展的“三次本性”学说(2010,2012)等。后者被评价为发展了克鲁格曼的新经济地理学理论和陆大道的区域增长存在新因素观点,被用于模拟经济地理结构的进化.在计算地理学方面,王铮发展了遥感图像识别的统计学基础认识(1987)、沉积盆地恢复的最优化算法(1990)、地理过程突变辨别方法(1990,1995,1996)、地理-经济系统复杂性分析的多重ABS模型(2007,2008,2010)、气候保护模拟分析的多国模型(2005~2010),发展了若干空间运筹算法(2006~2010),提出了计算机实验人文地理学的方法论。这些工作,集中反映在王铮的专著《计算地理学》中。近年,结合地理学和管理学研究,王铮的主要研究工作集中在气候变化的人地关系模型研究和国家与区域的宏观政策模拟方面,同时致力于发展理论经济地理学。在气候变化科学内:1991年提出中国历史时期降水曲线变化(王铮,张丕远,郑景云),发现2000年来中国的降水持续下降,但是1230年到1900年间降水已经平稳。1993年提出中国近2000年气候变化的阶段性,发现280’s,880’s和1230~1260’s存在气候突变,而且1230与1260突变是中国历史时期最大的突变(与张丕远、刘啸雷合作),后来进一步确定这个突变发生在1245年前后(与吴静合作)。1995年提出1830’s,1910’s存在气候突变并且刻画了现代气候自然趋势(与周清波,刘啸雷合作)。1996年王铮、张丕远提出中国近万年气温变化曲线,并被收入国家历史地图集。1996年,王铮等(与张丕远,刘啸雷,刘燕华合作)发表文章论证气候变化对中国人口分布的影响,发现了胡焕庸线在气候变化下的波动,强调气候温暖期,中国北方垂直胡焕庸线的地带性分异不明显而是突出经度地带性。这就影响了中国的历史发展和朝代更替。2008年通过基于自主体的模拟进一步论证胡焕庸人口分布线的形成不晚于1250年。1994,1998,2005年王铮通过计算模拟得到历史气候变化对中国农业生产潜力的影响。在气候保护的经济学方面,王铮发展了多国气候保护政策影响经济动力学模型、经济平稳增长约束条件下碳排放高峰估计的动力学模型,提出了带GDP溢出的多区域气候变化经济学评估系统(MRICES),并完成若干政策模拟成果。在经济计算和政策模拟科学方面,王铮1997年模拟分析得出“人民币没有贬值必要而且贬值会带来经济体系混乱”的结论,1998年模拟分析中国合意城市化率为63%,城市化是新的经济转折点;1999年模拟得到粮食价格变动对中国粮食生产总产量影响不大,进而推断粮食顺价销售不会给产量带来明显影响,并发表文章用数据说明教育产业化危害。2000年模拟发现,调整产业结构,中国不存在布朗预言的水资源危机。2000年后,王铮主持了完全自主知识产权的中国CGE、中国多区域CGE、多国经济相互作用ABS、全国气候保护政策模拟系统和SARS减灾政策等政策模拟系统的研究,就气候变化的农业影响、气候保护经济策略、气候保护的宏观经济政策、人民币汇率政策、国际地缘经济政策、能源政策、水资源政策和汇率政策等开展了研究。在理论经济地理学领域,王铮的工作可以归纳为三点:1)解决空间相互作的“封闭系统困境”,发展了经济地理学第一定律;2)发展区域溢出学说,构建新产业区位理论;.3 提出新经济地理的三个本性学说,构建新学科体系.在地理学领域和政策科学领域推进计算技术的实际应用是王铮的主要兴趣点:王铮开展的计算地理学和计算经济学模拟的成果与国家重大经济发展问题关系的有:模拟评价了东海西湖凹陷(含春晓油田等)的成油条件,证实油田的成油条件,排除了对某油气田成矿条件的怀疑(1990),模拟评价了亚洲金融危机中人民币贬值的风险,否定人民币贬值意见(1998),模拟评价了中国各气候-地貌区的SARS流行条件,提出分区分期减灾对策(2003),模拟评价了中国各市县的艰苦边远性,提出公务员与教师津贴等级政策(2006),模拟提出2009年中国应对经济危机的投资重点应该放在中部(2009)。2000年王铮及其课题组开始的模拟研究集中在全球气候变化的人地关系领域,2012年发布的MRICES-2012是具有完全自主知识产权获软件著作权,它开拓了具人地关系协调功能的IAM计算传统,模型包含GDP溢出,R&D溢出、内生技术进步、融资和地理工程调整等多种非线性动力学机制模块,能对各种减排方案实时评价,可模拟各种应对对策。被聘请为IPCC第五次报告评审人员.