李未院士系统地解决了实用并行程序设计语言，特别是并行及通讯结构的语义问题，在并行程序语言翻译正确方面做出创始性贡献。还提出开放逻辑理论，建立了形式系统序列的极限理论等，证明了正交设计的最优性，在研究和使用硅编译技术及智能计算机研究等做出突出的成绩，在计算机程序语义研究方面获1995年国家自然科学二等奖。1999年起先后担任973计划“网络环境下海量信息的组织与处理的理论与方法研究”和“海量信息的协同性与可生存性的理论和实践研究”项目首席科学家。提出了修正的演算系统（R-演算），并证明了R-演算的可靠性、完全性和可达性。提出并设计了过程模式语言，提出并研究了合理过程模式的三个基本特性，获得1999年光华科技进步一等奖。主持研制的基础设施网络管理系统软件生产平台获得2004年度国家科技进步二等奖（第一完成人）。已发表学术论文100余篇，专著1部。获2005年度国家教学成果一等奖，获何梁何利科技进步奖一项。