LeCun er kjent for sitt arbeid med optisk tegngjenkjenning (OCR) og «computer vision» ved bruk av konvolusjonelle nevrale nettverk (CNN). Han er også en av skaperne av en bildekomprimeringsteknikk kalt DjVu (sammen med Léon Bottou og Patrick Haffner). Han utviklet også programmeringsspråket «Lush» sammen med Léon Bottou.