褚健1989年回國工作以來壹直從事自動控制理論前沿學科的研究，提出了時滯系統狀態空間建模方法、多滯後魯棒最優控制策略和時變時滯系統的H∞優化控制方法，並利用這些理論方法解決實際工業問題；
在非線性控制方面，提出了分步變換與分步設計方法以及非線性觀測器設計方法；提出了壹種關於控制系統分析的魯棒度指標及魯棒觀測器設計方法；
針對輸入或幹擾幅值有界控制系統，提出了l1/H2混合優化控制方法，並利用凸二次規劃方法求出精確解，這壹系列研究成果達到國際先進水平。
***在國內外重要刊物上發表論文210余篇，出版專著和編著3部。
先後作為項目負責人承擔國家自然科學基金項目4項，國家 九·五重點科技攻關項目（96-749，現場總線控制系統的開發）3400萬和國家十·五重點科技攻關項目3項，包括6個課題***16個專題，國家教委優秀年輕教師基金3項，國家教委跨世紀優秀青年人才專項基金1項，霍英東青年教師基金2項等國家和省部委縱向課題***32項，1997年獲國家傑出青年基金，2004年獲國家自然科學基金委員會創新研究群體基金。
理論與實踐相結合是褚健教授的重要特點。
褚健不僅始終關註並跟蹤著當今國際自動化領域的前沿技術，還組織大量青年科技人員進行科技協同攻關，在將理論成果轉化為生產力，在產、學、研相結合的探索中走出了壹條新路。
在技術開發及產品化方面的主要成果有：開發了具有國際先進水平並填補國內空白的SUPCON JX系列集散控制系統，解決了可靠性的冗余技術，開創了大型自動化裝備的國產化新局面，已推廣應用4000多套；在國內率先研制出JL系列無紙記錄儀；研制了多種現場總線控制技術及智能儀表；開發了綜合集成軟件（AdvanTrol-PIMS）、優化與先進控制軟件包（APC-Suite）等壹系列高新技術產品，並形成了產業化。