刘文龙的研究内容集中在水文-生物地球化学过程 (Hydro-biogeochemical Processes) 的耦合机理，主要研究方向包括：

l  农业水资源管理与非点源污染防治；

l  流域尺度污染物浓度-流量关系挖掘与分析；

l  新型高频水质监测技术的开发与应用。