Thorne's research has principally focused on relativistic astrophysics and gravitation physics, with emphasis on relativistic stars, black holes and especially gravitational waves.
Истражувањето на Торн првенствено било фокусирано на релативистичката астрофизика и гравитационата физика, со акцент на релативистичките ѕвезди, црни дупки и особено гравитационите бранови.