田辉研究员主要从事油气地球化学和地质学的研究工作，包括深层/深水油气与页岩油气的研究。主要学术成绩包括：（1）利用典型原油样品，厘定了原油裂解气的主生气期与碳同位素特征，建立了原油裂解成气的地质模型，提出了我国原油裂解气成藏的两种模式：原地成藏与异地成藏；（2）针对中国含油气盆地特点，完善了限定体系下原油裂解气与干酪根裂解气的判别图版，指出原油族组成是影响原油裂解气潜力及其地化特征的重要原因之一；（3）初步揭示了南方下古两套页岩的孔径特征与差异，探讨了超临界甲烷在富微孔页岩上的吸附特征与表征方法；（4）首次发现了完整系列的C31-C34 25-降苯并霍烷和25-降六氢化苯并霍烷，为研究原油的生物降解过程提供了新的指标；（5）首次在川西北P/T界面附近发现了C34 2α-甲基霍烷的异常分布，认为其可能与甲基细菌藿烷多醇侧链的变化及特定沉积环境有关，进而可作为有效的油源对比与古环境恢复指标。成果先后在AAPG、Organic Geochemistry、Marine and Petroleum Geology等油气地质与地化领域著名SCI期刊发表。田辉研究员已发表SCI论文近40篇次，其中2篇第一作者论文入选ESI高被引论文。