科研貢獻包括：
將溶劑熱合成技術發(fā)展成制備III-V族非氧化物的普適性方法，有關工作發(fā)表在Science （1996，第一作者）， 這方面的工作入選了無機專業(yè)教科書，該系列工作獲得2001年國家自然科學二等獎（排名第二）。
注重從固體化學的基本原理出發(fā)，從物質的內在特征結構為導向來控制它們的生長，同時建立和發(fā)展了系列結合特征晶體結構和特征模板導向的二元協(xié)同策略來構筑三維組裝結構，該系列工作獲得2012年國家自然科學二等獎（排名第一）。
提出了利用無機固體中豐富的相變行為和半導體二維超薄結構這兩種新思路來實現(xiàn)電聲輸運的同時優(yōu)化，獲得了高轉化效率的新熱電材料，這大大區(qū)別于國際上通常采用納米化降低熱導的方法來提高熱電效率，相關工作在《美國化學會志》上連續(xù)發(fā)表了5篇論文，美國《化學與工程新聞》做長篇專題評述，國際同行又評價她們提出的體系和方法是“有潛力的今后尋找熱電材料的方向”。
在低維固體中的電、聲調制領域，謝毅課題組還發(fā)展了無機類石墨烯化學，解決了這類超薄結構無法給出精確原子位置的難題，進而揭示了半導體二維超薄結構的精細結構、電子結構與熱電、光電基本性能之間的調控規(guī)律，該系列工作發(fā)表了3篇《自然·通訊》和十幾篇《美國化學會志》和《德國應用化學》論文，還為英國皇家化學會著名綜述刊物《化學評論綜述》撰寫了2篇指導性評述，這部分工作使她們小組成為目前國際上在該領域持續(xù)活躍的幾個主要研究小組之一。
