叶升致力于生物大分子结构生物学研究，药物设计等研究。其作为主要参与人之一，所设计的高选择性双肽蛋白酶４抑制剂之一（SYR-322）已通过临床试验，被日本厚生省批准上市。2018年，叶升和合作者一起，通过单颗粒冷冻电镜技术，第一次对人脑中的“刹车”——GABAA受体进行原子分辨率的解析。这项研究是后续对GABAA受体开展生物学和药理学研究的基础，将为药物开发和临床治疗提供重要信息。