威利教授長期從事高溫高壓下人工合成系統(tǒng)與自然界巖石系統(tǒng)的實驗研究，有機地把實驗巖石學與地質(zhì)學、地球物理學結(jié)合起來，探討板塊構(gòu)造與巖漿成因，地球內(nèi)深部過程與巖漿成因，與巖漿形成過程有關的成礦條件等并取得重要成就。近年來提供了有關地幔熱柱的形成、殼幔物質(zhì)的相互作用、花崗巖漿房內(nèi)對流作用的可能性、碳酸巖巖漿形成機制、地幔交代作用等實驗成果與理論模型。由他任委員會主席組織百余名著名學者討論編寫成的《固體地球科學與社會》（1993）一書，對固體地球科學的發(fā)展產(chǎn)生了重大的影響。 1996年當選為中國科學院外籍院士。