오경환 교수는 광학 및 양자정보물리학 실험을 연구한다. 광학 분야에서는 양자정보의 기반이 되는 레이저와 광섬유에 대한 연구를 하고 있으며 양자정보물리학 분야에서는 주로 양자정보통신, Quantum Key Distribution,과 양자메모리에 대한 연구를 해오고 있다. 특히 광섬유 레이저 분야에서 파장과 모드 그리고 출력에 대한 선구적 연구로 2014년 미국광학회 석좌회원 (Optica, Fellow)로 선정되었으며 오경환교수가 저술하고 Wiley사에서 출간된 "Silica optical fiber design, technology, and standards"는 각국에서 대학원에서 교재로 활용되고 있다. 오경환 교수는 연세대 광소자물리연구실을 운영하고 있으며 총 65명에 이르는 석박사를 배출한 바 있다.