主要從事腦功能成像(fMRI，PET，SPECT，ERP)、跨文化認知的腦內(nèi)信息加工、基于腦科學的教育與學習、心理精神問題的腦機制及其干預策略、身心相互作用機制及自我調(diào)節(jié)、基于腦科學的管理與領(lǐng)導力、自然醫(yī)學及整體醫(yī)學、神經(jīng)信息學等領(lǐng)域的研究。

唐一源教授在多年的科研實踐中，把科研成果與腦科學實踐相結(jié)合，總結(jié)出一套整體身心調(diào)節(jié)法（簡稱調(diào)節(jié)法），用于腦科學的實證研究。已在全國多次舉辦調(diào)節(jié)法研討班，多次應(yīng)邀出訪美國、歐洲等國傳授調(diào)節(jié)法，開展身心科學國際合作項目研究。

唐一源教授主持的科研得到國家基礎(chǔ)研究重大項目973前期研究專項、國家自然科學基金、教育部科學技術(shù)研究重大項目、教育部新世紀優(yōu)秀人才項目、科技部國際科技合作重點項目、國家863項目、中國科學院重點實驗室項目，AP Foundation和Bower Foundation等的資助和支持。

唐一源教授是美國University of Oregon客座教授，中國科學院心理研究所和中國科學院腦與認知科學國家重點實驗室高級訪問學者，中國科學院心理健康重點實驗室客座教授，中國人民解放軍總醫(yī)院客座教授，中國科技大學北京管理學院社會與組織行為中心客座教授。兼任中國生物物理學會理事，神經(jīng)生物物理專業(yè)委員會委員，中國生理學會神經(jīng)生理專業(yè)委員會委員，美國身心醫(yī)學會正式會員，《生物物理學報》編委，《Proceedings of the National Academy of Sciences》、《Trends in Cognitive Science》、《Journal of Neuroscience》, 《Journal of Cognitive Neuroscience》, 《Human Brain Mapping》、《Neuroimage》、《Psychoneuroendocrinology》、《Cerebral Cortex》、《Neuropsychologia》、 《Developmental Sciences》、《Physiology & Behavior》 、 《Behaviour Research and Therapy》、《Journal of Experimental Psychology: Learning, Memory, and Cognition》、《Learning and Individual Differences》等雜志審稿人。發(fā)表學術(shù)論文180余篇，《科學出版社》等著作5部。

唐一源教授2004年入選遼寧省“新世紀百千萬人才工程”，2006年入選教育部“新世紀優(yōu)秀人才”，2010年入選美國APS Fellow (Association for Psychological Science)。其研究工作和成果被《Nature》、《Science》、《Nature Review Neuroscience》、《Trends in Cognitive Science》等專文介紹，并被美聯(lián)社、路透社、新華社、中央電視臺、美國國家廣播公司、《中國日報》、《華盛頓郵報》、《洛杉磯時報》、《科技日報》、《讀者文摘》等媒體報道。