劉兆漢是太陽地球物理學和遙感研究學術領域的先驅者，他是台灣太空計劃的創始人之一，美國國家工程院外籍院士，發展中國家科學院院士，台灣中央研究院院士，曾任台灣中央大學校長、台灣聯合大學系統系統校長、台灣中央研究院副院長。1990年他從美國回到台灣後，基於他早期的研究，他與美國UCAR和JPL合作提出並指導實施用於地球大氣層氣象和氣候觀測的星座觀測系統（FORMOSAT-III/COSMIC）。該系統於2006年4月發射，是一個由6顆衛星組成的星座，採用GPS掩星技術，徹底改變了對地球大氣的遙感觀測。該系統每天可收集多達2500個經過校準的全球大氣溫濕度和電離層電子密度剖面的高垂直分辨率數據，使包括太空天氣在內的每日天氣預報得到顯著改善。

　　上世紀80年代末，劉兆漢及其學生們創新開發了一種通用且廉價的技術，稱為“計算機電離層斷層掃描（CIT）”，用於電離層的遙感。在研究生涯早期，劉兆漢就發展了電磁波閃爍理論，包括多次散射效應，並對湍流介質中的脈衝傳播問題做出了開創性貢獻，這對於理解無線電波和大氣相互作用以及光通信至關重要。劉兆漢還在台灣的中央大學建立了一套VHF雷達系統，用於研究大氣波動和湍流。鑒於他在太陽地球物理學領域的卓越工作，確立了他在國際太空天氣研究中的權威地位。

　　自上世紀90年代中期以來，他帶領一組具有不同學科背景的科學家在台灣進行全球變化和可持續性研究，並確立了台灣在該領域國際上的領導地位。