在Aptamer、納米技術及其超小型生物傳感器、生物醫學實時成像、單細胞活體檢測、分子觸角超分子、分子信標DNA探針等研究領域取得了國際同行公認的、突出的創造性成果，主持美國國家科學基金、美國國防部基金、美國國家衛生部基金、中國國家重大基礎研究計劃（973計劃）項目、中國高技術研究發展計劃（863計劃）項目、湖南省SARS專項、中國國家自然科學基金海外傑出青年學者合作研究基金等多項課題。
先後主持了美國國家科學基金、美國國防部基金、美國國家衛生研究所基金等重要課題11項，近五年在美國獲得的科研經費資助超過240萬美元。在國內，他獲得了國家海外傑出青年合作基金的資助。2003年獲省科技廳及科技部國際合作等重點項目資助。2010年由譚蔚泓為首席科學家、湖南大學牽頭申報的國家重大科學研究計劃項目（973計劃）“基於核酸適配體的蛋白質研究新技術和新方法”獲得2011年立項資助，科研經費2730余萬元。
在Science、PNAS、Acc. Chem. Res、、J. Am. Chem. Soc、Angew. Chem. Int. Ed 和Nature系列等國際知名學術刊物上發表學術論文330余篇,H-index79，他引13500多次。先後主持國家重大科學研究計劃、科技部國家重大儀器設備開發專項、國家自然科學基金國際合作重點項目、美國國家科學基金、美國國防部基金、美國國家衛生研究院基金等重要課題50多項，具有較強的科研團隊組織和管理水平。