刘教授对计算机科学与工程的贡献主要体现在几个领域:实时系统、计算机辅助设计、大规模集成电路布局、组合优化、算法分析和离散数学。他在1973年发表在Journal of the ACM上的论文“Scheduling algorithms for multiprogramming in a hard-real-time environment”迄今已被引用12668次,对互联网的建立和发展产生了很大影响,并在2013年被纳入“互联网名人堂”(Internet Hall of Fame)。1986年,刘炯朗获得ACM/IEEE自动化研讨会最佳论文奖,并当选ACM Fellow,又在1994年入选IEEE Fellow。在1998年与1999年,刘教授因其对计算器辅助超大规模集成电路设计所作出的贡献,以及对实时时序的贡献,获得IEEE电路与系统学会、实时系统技术委员会颁发的技术成就奖。2000年,刘教授当选为台湾中央研究院院士。2011年,刘炯朗获得电子设计自动化(EDA)领域的“诺贝尔奖”:卡夫曼奖(The Kaufman Award)。刘炯朗教授共发表八本专业技术作品,九本短文集,并在研讨会、期刊和论文集上发表了超过180篇科技论文。但刘教授对中国的贡献远远超出了计算机领域。他曾大力推动海峡两岸的合作和交流,与北京大学、复旦大学、苏州大学、兰州大学等进行了多个项目的合作,并曾担任CCF《计算机科学与技术》英文版的顾问。2015年,刘炯朗获得CCF颁布的海外杰出贡献奖。刘炯朗教授在合肥的颁奖典礼上2020年2月12日,刘炯朗又与钟南山等人同时被委任为澳门科学技术奖励评审委员会的委员。刘炯朗教授不仅是一位杰出的科研者,还是一位知名的教育家。他曾先后在1983年与1988年获得UIUC颁布的埃菲尔特优秀教学奖与杰出本科教学奖,在1990年获得美国计算机学会(ACM)颁发卡尔·卡尔斯卓姆杰出教学奖,又先后在1992年与1994年获得电子电机工程师协会(IEEE)颁授的泰勒·布斯教育奖与教育勋章。他所撰写的教科书《离散数学基础》(Elements of Discrete Mathematics)曾被翻译成多种语言版本,并被许多知名大学(如美国伊利诺大学芝加哥分校、加拿大皇后大学、台湾大学)广泛采用。此外,他所著的《模拟降温法对自动化设计问题的解决方案》(1988年)与《可改造的超大规模集成系统的封装故障问题》(1992年),也受到学术界的肯定与赞誉。除了专业知识的作品出版,刘炯朗教授在退休期间仍在推动教育进步。他曾出版多部教育类作品,包括:《一次看懂自然科学》、《一次看懂社会科学》(2010年)、《国文课没教的事》、《下课后的奇幻补习班》(2011年)、《学校没教的逻辑课:发现八卦、婚姻、网拍背后的定理》(2012年)、《从轮子到诺贝尔:学校没教的创新发明》(2014年)、《你没听过的逻辑课:探索魔术、博奕、运动赛事背后的法则》(2015年)。