长期以来，莫宣学教授在岩浆热力学基础研究、青藏高原研究和“三江”特提斯成矿域岩浆作用与成矿关系研究三大领域取得了突出贡献。
莫宣学教授在岩浆热力学基础研究领域开展了创新性实验研究。1982年发表了在美国劳伦斯国家实验室完成的含Fe2O3多元硅酸盐熔体中主要组分偏摩尔体积实验成果，首次在国际上提出了含Fe2O3熔体密度预测模型。不同深度(压力)条件下岩浆氧逸度的估算，对岩浆成矿作用和行星演化有重要科学意义。该成果获得两份美国国家报告的高度评价，迄今已被Nature、GCA、JGR等著名国际杂志他引111次。
青藏高原的形成与演化是国际地学界最为关注的课题之一。莫宣学教授运用“岩石探针”的理论与方法，对青藏高原构造-岩浆作用进行了长期系统地研究。印度与亚洲大陆碰撞时限，是国际争论的热点。前人对碰撞时间的认识存在很大差异（70-35 Ma），莫宣学教授通过长期研究，提出印-亚大陆碰撞起始于65Ma左右的新认识，进而建立了青藏高原构造岩浆事件的系统时空格架，受到国内外重视；青藏高原巨厚地壳的成因是大陆动力学研究的重要问题之一。莫宣学通过对西藏新生代同碰撞与后碰撞火成岩的研究提出“两类地壳、两种机制”的新认识。“两类地壳”即新生地壳与再循环地壳；“两种机制”即构造挤压增厚机制和地幔物质注入机制，并估算了各自的贡献率。以往文献中对后一种机制涉及甚少；揭示出青藏高原碰撞火山活动显示出随时向周边、特别是向东迁移的趋势，结合地球物理资料，推测可能暗示高原深部壳-幔物质的横向流动。莫宣学教授在该领域的相关论文被SCI刊物他引613次。2005年来应邀在相关国际与全国性学术会议上做报告25次，应邀为美国GSA Special Volume、Lithos等撰稿和评阅稿件。Mo et al.(2006)一文被Y. Dilek（当时GSA Bulletin主编）认为“是对理解亚洲新生代构造岩浆演化的一个重要贡献”。2003年入选“第一届中国百篇最具影响力的优秀国内学术论文”。
莫宣学教授长期致力于金沙江-澜沧江-怒江特提斯成矿域岩浆作用与成矿关系的研究，提出了“两套成矿系统、三大控矿要素”的理论概括及具体找矿方向，被地勘部门采纳取得找矿突破，为开拓“三江”国家级矿产资源新基地做出了贡献，有关成果获得了2005年国家科技进步奖一等奖。
莫宣学教授在已发表的论著中，有第一、二作者论著170篇/部。其中，第一作者及通讯作者70篇/部；SCI论文58篇，其中，第一及通讯作者论文17篇、第二作者15篇；被SCI检索刊物他引929次，其中第一作者及第二作者论文分别被他引283次、370次；被中国科学引文数据库（CSCD）他引1113次，其中第一及通讯作者401次。主持完成国家级与省部级科研项目报告12部。近两年以第一和通讯作者新发表SCI检索论文8篇，出版专著1部，被SCI他引从485次增加到929次。
