在学术研究上，韩德馨几十年来注重理论联系实际，率先采用煤岩学、煤变质、沉积学及煤质分析等多学科理论，对煤田、煤系进行综合研究。他从沉积、煤岩、煤变质、岩相与地理及煤质预测等方面入手，不断开拓新的研究领域，丰富了煤田地质学基础理论。韩德馨先后对煤中微量元素成因类型及迁移规律、煤矿瓦斯和煤成烃生成多阶段及特殊煤种和泥盆纪聚煤模式及演化规律等进行了开拓性研究。他针对我国存在难选煤的问题，用山西轩岗、大同，河北兴隆等地的煤，进行可选性煤岩学研究，开辟了对煤质可选性进行评价的新方向，取得了良好的成绩。 　　研究聚煤规律是寻找煤炭资源的重要保证，他经过对中国不同地质时期聚煤规律的长期研究，结合各地的具体情况，依据“地壳运动形成的各种构造格局决定聚煤凹陷形成和分布规律”的理论提出：地壳运动在时间、空间上的演化及其表现形式不同，导致了聚煤环境和成煤作用在时间上的盛衰演化和空间上的规律性迁移，且具有阶段性、连续性和继承性。从战略上指出了找煤方向，这在他参加的煤田预测和老矿挖潜及外围找煤等工作中都发挥了重要作用。 　　在煤的地球化学方面，他较早地对煤中微量元素分布、迁移、富集规律及影响因素进行了系统研究，通过对不同地质年代的煤进行系统测试、统计和分析，从成因的角度把煤中微量元素分为原生型、叠加型、流失型、再生型和复合型5种类型，并对煤中不同微量元素在淋滤和燃烧过程中侵入水体和大气的动态规律建立了数学模型；对煤中有毒、有害元素的分布规律研究也取得了一定的成果，对合理开发利用煤炭资源及保护环境具有重要意义。在煤变质研究方面，根据我国具体情况，韩德馨在分类中提出了“燃烧变质作用”这种新的类型；对动力变质作用，他强调要加强构造变形与硫碎的研究，并以此为依据制定构造动力变质鉴定标志，或采用构造地球化学元素组合来判别构造动力变质的存在和展布规律，应避免采用鉴定深成变质的标志来鉴定构造动力变质作用。 　　早在上世纪40年代，韩德馨就对滇东泥盆纪地层进行了调查研究。建国后，他又对滇北禄劝一带的泥盆纪角质残植煤进行了煤岩学和成因研究，并将之命名为“禄劝煤”。他还对其它地区泥盆纪聚煤作用演化、聚煤模式、煤岩特征等进行了全面系统的研究，提出了中国泥盆纪具有3种聚煤环境类型，并在泥盆纪中发现了特征的标志性化合物。随后，对我国其它特殊煤种进行了研究，对残植煤形成于氧化环境的传统认识进行了补充，提出了在还原环境下也能形成残植煤的观点，恰当地解释了特殊煤种中残植煤的成因与组分的特殊性。此外，他还指导研究生和青年教师把煤岩学的理论和方法应用于煤成烃的研究，系统地研究了我国东部高瓦斯突出煤的煤岩、煤质和地球化学特征，促使煤岩学成为研究开发煤层气和解决矿山安全生产的重要手段之一。随着研究的深入，韩德馨积累了丰富的资料，1959年4月，参与组织三结合方式，编出我国第一部煤田地质学专著。70年代，在煤田地质总局和中国矿业学院的领导和支持下，成立了由矿业学院院长陈一凡担任主任委员的《中国煤田地质学》编委会，对该书进行重新编写。韩德馨作为编写委员会常务副主任和主编之一，数次修改全书编写大纲，为全书的编写打好骨架，从古构造、古地理、古植物、古气候等因素入手，系统全面地总结论述了我国不同聚煤期煤炭资源分布和富集规律，聚煤作用的生成演化过程，富煤带分布特点及控制因素等。专著内容丰富，资料详实，立论新颖，分析深入细致，分别获得国家教委优秀教材特等奖和煤炭部优秀教材一等奖。1996年，他又主编完成了国家“八五”重点图书——科技专著《中国煤岩学》，书中系统阐述了煤岩学基础理论，提出新的观点，建立了我国煤岩学体系，总结了我国各聚煤时代煤岩特征及影响控制因素，对全国20多个煤田进行了研究，反映了中国煤岩学的最新研究成就，并获得煤炭科技一等奖。 　　上世纪60年代起，他致力于我国的特殊煤种的研究，并从中国特种煤的成因、煤岩性质入手，对云南东部山区泥盆纪地层的研究。1989年，他应邀出席在美国举行的国际泥炭及利用会议，在大会上作了《中国云南泥炭聚积特征及沉积环境》的报告，受到国际学术界的广泛注目。该论文在权威杂志《国际煤田地质杂志》刊登，还被收入《泥炭、煤成因、相和沉积模式》一书，并多次被转载和引证。 　　上世纪90年代，他又针对我国煤矿机械化生产出现的技术难题，提出建立我国煤矿高效安全开采地质保障系统的思想，组织并指导相关科技人员在极其困难的情况下重点研究煤矿开发中的动态工程地质条件评价技术、煤矿采区高分辨三维地震勘探技术，开发先进的矿井物探仪器并发展先进的探测技术等，取得了多项重要科技成果，解决了煤矿安全地质保障系统中的关键技术难题，并在我国煤炭系统推广应用，取得了重大的社会效益和经济效益，获得了多项国家科技奖励。