罗是粒子物理学领域的先驱，他的研究包括原子射线、分子射线、质谱、同位素分离、材料中的电子散射、放射生物学、放射量测定和医学中的电子放射疗法。1953年发明了四极质谱仪，又称保罗质谱仪，用于质谱测量。
荣誉.沃尔夫冈·保罗和汉斯·德默尔特因开发离子阱（保罗阱），而与诺曼·拉姆齐分享1989年诺贝尔物理学奖。沃尔夫冈·保罗是瑞典乌普萨拉大学、德国亚琛工业大学、波兰波兹南大学（波兹南）、希腊塞萨洛尼基大学（塞萨洛尼基）和英国肯特大学（堪特伯雷）的荣誉博士，德国波恩大学的荣誉校务委员。