主要從事石油天然氣地球化學、環境地球化學、生物地球化學研究。曾主持或參加了五十餘項國家攻關、973、中國科學院重大、國家自然科學基金重點項目的研究工作。在鹽湖沉積環境淺成烴、卟啉化合物、含硫化合物、高分子物質（瀝青、乾酪根、碳黑）結構以及毒害有機物與自然有機質的關、非生物降解過程的研究中取得了成績。已發現含硫羊毛甾烷、卟啉等新生物標誌物三類。經過十餘年的努力逐步證明了高硫未成熟油的非乾酪根成油觀，對鹽湖沉積環境、碳酸鹽沉積境的未成熟油勘探具有重要的參考意義。地質體中高分子物質的分子結構研究仍然是石油、天然氣地球化學的難題，彭平安研究員等用一系列專一性、選擇性強的化學降解及其同位素標定技術研究了高硫瀝青和高硫乾酪根的結構，在分子水平上認識了這些物質，理論上有了很大的進步。最近致力於自然有機質與毒害污染物之間的關係、自然界非生物降解等研究。
彭平安共發表論文206餘篇，其中SCI刊物104篇， SCI刊物引用約625次。研究成果曾獲中國科學院科技進步一等到獎一項，廣東省自然科學一等獎一項；廣東省自然科學二等獎三項；國家自然科學二等獎一項、三等獎一項; 國家教委一等獎等。在工作的同時，還培養研究生，幾年來培養博士研究生三十二名。
