高德利院士长期从事石油与天然气工程领域的教学和科研工作，在油气田定向钻井、地层钻井特性评估、井下力学与控制工程等方面取得了系统的重要研究成果，并获显著应用实效。特别是建立了钻头与地层相互作用的新模型，确定了控制钻进方向的特征物理量和本构关系，发现正交各向异性地层可产生12种不同规律的井斜效应并提出定量评估新方法；共发表SCI/EI收录论文180多篇，授权发明专利23件，曾获国家科技进步二等奖2项及省部级科技进步特等奖1项、一等奖4项和技术发明一等奖2项，获首届孙越崎能源大奖、第四届中国青年科技奖及全国“留学回国人员成就奖”等。