张青莲长期从事无机化学特别是有关同位素化学及重水的研究，已发表论文80余篇，其中大部分已总结于所发表的《从事同位素化学研究五十年》(1985)一文中；并为中国各种轻同位素的研制和发展作出了贡献。

他热心学术团体和学术活动，曾任《化学学报》主编，现任《无机化学丛书》主编。

1980年任中国质谱学会理事长和国家科学技术委员会稳定同位素专业分组组长。

1983年当选为国际纯粹与应用化学联合会原子量与同位素丰度委员会常务委员。