林琿的研究領域為地理信息科學，主要研究方向包括多云多雨環(huán)境遙感、虛擬地理環(huán)境、空間綜合人文學與社會科學。

林琿于1980年代初期率先在國內大型水電工程的水庫淹沒調查中采用彩紅外遙感與GIS技術，成果為當時我國最大水電工程二灘電站工程采用；林琿于1990年代中期開始推動地學過程動力學模型與地學環(huán)境虛擬的集成研究，并結合我國東海潮波系統(tǒng)和海岸帶演變研究探討地理編碼數(shù)據(jù)庫與地學模型的集成，成果匯集于其1999年出版的學術專著《東中國海潮波系統(tǒng)與海岸演變模擬研究》，受到陳吉余院士等河口海岸帶和地貌學學術領域專家的推薦，并由此逐步形成虛擬地理環(huán)境學術思想，進而聯(lián)合國內外同行積極推動虛擬地理環(huán)境研究。林琿2001年與龔建華博士合作出版了《虛擬地理環(huán)境》中文專著，2009年，林琿與英國科學院Michael Batty院士合作編輯出版了英文版《虛擬地理環(huán)境》一書，分別由中國科學出版社與美國ESRI公司在國內外出版發(fā)行，并被翻譯成俄文版；

2000年以來，為了推動地理信息科技在人文與社會科學領域的應用，林琿倡導基于GIS空間分析的空間綜合人文學與社會學研究，2010年，編輯出版了《空間綜合人文學與社會科學研究》一書，期望這種文科與理工科的學術交叉拓寬人文社科與公共政策研究平臺。

自1993年加入香港中文大學以來，林琿瞄準熱帶亞熱帶地區(qū)的特點，倡導多云多雨環(huán)境遙感和大型線狀人工地物的形變監(jiān)測，組織珠江三角洲綜合環(huán)境遙感實驗，并建成香港中高分辨率衛(wèi)星遙感地面站，成功地推動了香港與珠江三角洲地區(qū)的學術交流和隊伍融合。

林琿于2009年獲亞洲遙感協(xié)會杰出貢獻獎，2012年獲廣東省科技進步獎（基礎類）一等獎。林琿已在國內外學術期刊上發(fā)表了200 多篇學術論文，合作撰寫了10部學術專著，編輯了一本地圖集和12部會議文集，擔任了英文國際學術期刊Annals of GIS 的主編以及國內外著名學術期刊客座編輯，例如《國際地理信息科學期刊IJGIS》和《攝影測量工程與遙感PE&RS》。

目前，林琿擔任國家遙感中心香港基地主任和聯(lián)合國亞太經社會遙感、GIS、衛(wèi)星導航工作組香港聯(lián)絡處負責人，并擔任過德國、法國、印度、澳大利亞和中國多所大學與研究機構的客座與訪問教授。1992年，林琿獲選為國際華人地理信息科學協(xié)會（CPGIS）創(chuàng)會主席，1995年當選國際歐亞科學院院士。2008年獲選為中國國家航天局繞月探測科學專家委員會成員。2011年獲選為國家空間科學專家委員會委員和聯(lián)合國教科文組織世界遺產空間中心科學委員會委員。2012年當選國際數(shù)字地球學會中國國家委員會副主席。2013年成為中國科學院院士地學部增選有效候選人。