李德意院士在國際上首次提出“控制流-數據流”的圖對理論，並於1985獲得ieee頒發的年度計算機與控制期刊最佳學術論文獎。他將關系數據模型映射為謂詞演算，證明了關系代數運算和邏輯推理中解決符號問題的等價性。他出版的專著《prolog數據庫系統》和《模糊prolog數據庫》被廣泛引用。他創建的雲模型用於不確定知識的表示和推理，他的論文獲得了第14屆世界自動控制聯合會優秀論文獎。雲發生器獲得國家發明專利。他將物理方法應用於認知科學的研究，創立了認知物理學理論，拓展了人工智能的研究方向，出版了專著《不確定人工智能》。
李德意院士長期致力於人工智能研究，獲國家科技進步1和三等獎2項，部級科技進步壹等獎3項，二等獎4項，主編技術叢書7部，培養博士、碩士研究生40余名。
院士被國家授予有突出貢獻的留學回國人員，享受政府特殊津貼，國家有突出貢獻的中青年專家獲何李獎。