旭日干院士从七十年代起就致力于生殖生物学与生物技术的研究，并取得了多项成果。

旭日干院士在1982年至1984年赴日本留学期间，用不到两年的时间，就攻克了当时家畜体外受精研究中的一项世界性难题，成功地培育出了世界首例“试管山羊”，引起了国际国内学术界地高度重视，被誉为“试管羊之父”，为祖国赢得了荣誉，并获得自治区科技进步特等奖。1986年，他创建了内蒙古大学实验动物研究中心，在国内率先开展了以牛、羊体外受精为中心的家畜生殖生物学及生物技术的研究，先后主持完成了国家“863”高科技研究项目、国家自然科学基金项目及自治区重点科研项目，对牛羊体外受精技术进行了深入系统而具有创造性的研究。于1989年成功地培育出我国首批“试管绵羊”和“试管牛”，填补了我国在该领域的空白。该成果被《科技日报》评为1989年度国内十大科技成就之一，获自治区科技进步一等奖。

他领导的课题组通过大量的实验研究，深入系统地观察和记录了牛、羊等重要家畜卵母细胞的体外成熟、体外受精和早期发生过程，为揭开哺乳动物受精这一生命现象的奥秘提供了大量的科学依据，丰富和拓展了生殖生物学科学理论，并带动了性别控制、克隆动物和转基因动物等生物高科技发展。他率先提出了牛、羊“试管胚”工厂化生产和规模化移植的一整套技术路线，并进行了中试开发研究，取得了重大成果，并于2001年获得了国家科技进步二等奖。他还提出了试管内杂交育种的新概念、新技术，课题组培育出了试管内杂交育种F3代羔羊，为家畜育种理论与技术的发展做出了新的贡献。1996年以来，旭日干院士领导的课题组利用国外良种牛的遗传资源共生产了近5万枚“试管胚胎”，经冷冻保存后带回国内用于规模化胚胎移植，为国外种质资源的批量引入开创了新的技术途径。他创建了“试管牛”技术产业化示范基地，采用生物高技术与畜牧业常规技术相结合的技术措施进行了良种繁育，取得了显著的经济效益和社会效益。近年来他和课题组共发表学术论文近140篇，出版专著、译著9部（包括合著合编）。

旭日干院士十分重视人才培养的工作。十多年来，他亲自就指导和培养了博士、硕士研究生70余人。他还主持还建立了自治区胚胎移植技术人员培训中心，为全国近20个省市共培训300余人的胚胎移植技术队伍。

旭日干院士自1993年任内蒙古大学校长以来，团结带领全校师生、求真务实、真抓实干，努力开拓创新，有效地实施“211工程”建设，不断深化各项改革，使内蒙古大学发生了历史性的变化。办学规模迅速扩大，办学条件明显改善，办学水平、办学效率明显提高。在校生人数从1993年的3500余人，发展为目前的20000余人，其中研究生规模从70余人发展为2000余人；博士点从5个增加到17个、硕士点从15个增加到63个；学校基础设施总面积从28万平方米增加到50多万平方米；固定资产总额从2个多亿增加到6个多亿；学校师资队伍中的具有博士、硕士学位的人数和正、副高职称的人数均超过50％以上。

由于旭日干院士的不懈努力，辛勤耕耘，他先后获得自治区科技进步特等奖、一等奖、三等奖，国家科技进步二等奖，乌兰夫奖金奖，台湾光华科技基金奖，香港何梁何利基金科学技术进步奖，美国杜邦科技创新奖，全国“五一”劳动奖章，国家有突出贡献的中青年专家（两次），有突出贡献的留学回国人员，全国先进工作者，全国优秀科技工作者，国家杰出专业技术人才，自治区优秀共产党员，自治区优秀校长，呼和浩特市十佳市民荣誉称号等。他在国内外学术界具有很高的学术声望。1995年当选中国工程院院士，曾任中国工程院主席团成员，学部主任，目前还担任中国科协副主席，国务院学位委员会科评议组成员、国家三大奖评审委员会委员、专业组 成员、农业部科技委委员和中国畜牧兽医学会副理事长、中国实验动物学会副理事长等职务。