陈良怡博士主要从事纳米超分辨率荧光成像、荧光图像信号处理，细胞内钙信号以及糖尿病相关的胰岛素分泌调控方面的基础理论研究。近年来工作主要集中在三个方面：一方面在钙库释放诱发的钙通道（CRAC）的开放机制方面进行了一系列前瞻性的工作，2006年底以来以通讯作者发表的4篇文章至今正面他引已达461次，其中包括发表在Nature等权威杂志上的综述引用，在国际上得到同行的广泛认同。另一方面研究了糖尿病相关的胰腺β细胞特性，采用如纳米荧光显微成像等研究方法，在胰腺β细胞的钙自稳平衡机制，囊泡钙库，胰岛素分泌和含胰岛素囊泡的循环机制等方面取得了有一定影响的研究成果，揭示了胰腺β细胞这些特性的变化与糖尿病发病过程的关系。第三方面，积极发展新的光学成像技术。于2008年开发出活细胞上的单分子荧光成像技术，得到广泛的应用，为本人以及国内同行做出国际一流的工作提供了基础。2008年到2009年间，开发出来荧光超分辨率显微镜（PALM）和活细胞单分子荧光成像技术。2013年在北京大学开发出来活细胞的超高Z轴分辨率全内反射成像显微镜，应用它研究囊泡分泌和回收中的科学问题。2014年开发出来双光子三轴扫描荧光光片显微镜，具有采样速度快（1毫秒帧频）、光损伤小以及深层组织成像等优点。特别是与国际同类光片显微镜相比，2P3A-DSLM在保持超大视场的同时，具有最薄的一致性的光片（亚微米级），使得在活体模式动物组织深处定量化观察和研究亚细胞精细结构和动态过程成为可能，此技术申请国家发明专利并发表在Cell Res上。近六年来在如Dev Cell，PNAS，Cell Res等SCI收录杂志上发表文章23篇，其中作为文章主要通讯作者的文章15篇。所有文章SCI总引用次数784次，H-index为12，得到Nature Review Cell Molecular Biology 和Faculty of 1000 Prime上的专门评论，被多次邀请在国际会议上做报告及做分会主席，是Faculty of 1000 Biology的资深评审专家，获得包括国家自然科学二等奖的多项奖励，还获得国家自然科学基金委的首届优秀青年基金的资助。