曾担任国立自然科学博物馆副馆长、代理馆长、中央研究院植物研究所（今中央研究院植物暨微生物学研究所）研究员、中央研究院生物多样性研究中心研究员与研究博物馆馆长等职务。
研究.彭镜毅的研究专长为植物分类学、生物系统学。彭镜毅是秋海棠科的专家，曾发现以他命名的「彭氏秋海棠」（"Begonia pengii"）与「镜毅秋海棠」（"Begonia chingipengii"）等新种秋海棠科植物。