程正迪主要致力于高分子化学、物理及工程领域研究，专长在于凝聚态聚合物、液晶、表面活性剂和胶束，在不同时间尺度上研究材料的结构、相互作用、响应性和动力学过程等。他的研究包括电子和光学材料、先进功能材料的热力学转变过程、介稳态动力学、规则结构和形态，以及表界面结构等。截止到2017年，程正迪在Science、PANS、JACS、Adv Materials、Macromolecules、Polymer等杂志上发表学术论文及综述480余篇，被引次数超过17000次，H-index 62（ISI），在高分子物理研究的许多方面产生了重要影响。