致密核物质与致密天体、核内非核子自由度与核量子色动力学、物理学中的群论方法、计算物理等，在物理评论快报、物理评论C、物理评论D、中国物理快报等学术期刊上发表论文总数超过一百篇。1997年，他参与的课题“李代数李超代数表示及在原子核结构中的应用”获得国家自然科学奖三等奖（主要完成人依次是：孙洪洲、韩其智、刘玉鑫、王稼军、龙桂鲁），1999年享受国务院政府特殊津贴，2005年获得国家杰出青年基金。刘玉鑫为北京大学本科生讲授《热学》和《原子物理学》课程。2002年获得教育部第三届高校青年教师奖，同年被评为全国