主要作品包括7部长篇小说，9部作品集，16篇中篇小说，18篇短篇小说，以及部分评论文章。作品蝉联1999年—2006年中国科幻小说银河奖，2010年赵树理文学奖，2011年《当代》年度长篇小说五佳第三名，2011年华语科幻星云奖最佳长篇小说奖，2010、2011年华语科幻星云奖最佳科幻作家奖，2012年人民文学柔石奖短篇小说金奖，2013年首届西湖类型文学奖金奖、第九届全国优秀儿童文学奖。代表作有长篇小说《超新星纪元》、《球状闪电》、《三体》三部曲等，中短篇小说《流浪地球》、《乡村教师》、《朝闻道》、《全频带阻塞干扰》等。其中《三体》三部曲被普遍认为是中国科幻文学的里程碑之作，将中国科幻推上了世界的高度。
2014年11月，出任电影《三体》的监制。
2015年8月23日，凭借科幻小说《三体》获第73届雨果奖最佳长篇故事奖，为亚洲首次获奖。[4]
