刘国东学术思想活跃,创新意识强。早在上世纪80年代中期,就建立了嵌入法地下水管理模型的分段决策技术。90年代中期,在国家“八五”科技攻关项目资助下完成了傍河地下水开采机理研究,首次通过物理试验和数值计算模拟了强采条件下地下水与河水水力脱节过程,并得到了脱节后在河床下方存在上下两个饱和层以及楔形饱和/非饱和界面的新认识。在国内较早(1996年)把人工神经网络用于地下水动态预测,籍此提出了地下水动态并行预测的概念和实现方法;第一个尝试把全反馈人工神经网络用于地表水水质综合评价,丰富了水质综合评价的方法。本世纪初期,率先将生态水文学方法应用于若尔盖湿地沙化机理研究,得出了形成若尔盖湿地沙化的临界地下水埋深和年降水量。目前正致力于仿生算法在水科学中的应用研究;探索地下水数值模拟的光滑粒子动力学(SPH)方法。承担国家科技攻关和自然科学基金项目数项,主持负责企事业委托科研项目100余项,科研总经费达3200余万元。获5项省部级科技进步奖。作为环保部环境评估中心和四川省环保厅的地下水环境影响评价专家,参与包括西气东送、沪昆高铁、京沈高铁、中缅原油管道、天府机场、地铁、煤矿、高速公路、电厂、水电站、石化等近200项国家和省级重点工程项目的环境影响评价报告评估。此外,作为水利部和四川省水利厅专家,参与100余项工程水保方案的技术审查。