張健旭的研究領(lǐng)域包括化學(xué)生態(tài)學(xué)、化學(xué)感覺、生理行為、動物行為學(xué)、鼠害控制等。目前個人研究焦點為利用行為、生理和化學(xué)相結(jié)合的手段，證明脊椎動物（鼠類、鳥類等）氣味在動物通訊中的作用并鑒定其成分，最終確定信息素的組成。同時，根據(jù)研究生本人的基礎(chǔ)和興趣，利用不同類群的動物，在化學(xué)生態(tài)學(xué)、化學(xué)感覺、生理行為、動物行為學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域，培養(yǎng)研究生開展獨立的科學(xué)研究。

張健旭于1985年大學(xué)期間開始研究猛禽和鼠類生態(tài)關(guān)系，1994年開始從事鼠類及其天敵的化學(xué)通訊及信息素研究，2002年－2004年在國際上首先鑒定小鼠信息素的美國Indiana大學(xué)Novotny實驗室工作兩年多，建立了化學(xué)分析和行為相結(jié)合的信息素篩選方法，積累了豐富的知識。

張健旭發(fā)現(xiàn)了大倉鼠的氣味腺－脅腺，并研究了其通訊功能、調(diào)控機(jī)制和化學(xué)成分；在國際上首先鑒定了黃鼬和艾虎肛腺氣味，以及若干鼠種特化氣味腺的成分，在國內(nèi)首先實現(xiàn)了哺乳動物信息素的功能和化學(xué)組成關(guān)系的研究，達(dá)到了候選信息素（Putative Pheromone）和信息素鑒定的水平，將我國脊椎動物信號的研究首先發(fā)展到了化學(xué)鑒定的水平。最近，成功鑒定了大鼠的性信息素，是國際上對大鼠的化學(xué)通訊研究40多年后，首次報道其信息素成分；獨立發(fā)現(xiàn)小家鼠中兩個半揮發(fā)性的雙相性信息素成分，是對國際上30多年來小家鼠信息素成分研究的一個重要補(bǔ)充；首次報道了另一模式動物－金倉鼠脅腺的成分及其推定的性信息素。最近，與蜘蛛學(xué)家合作，在蜘蛛中首次鑒定出兩組分雌性信息素。