郑光美在中国鸟类生态学和行为学研究领域，特别是在特产濒危雉类的生态适应机制和生活史对策研究方面进行了开拓性研究。首次采用无线电遥测技术和3S技术对雉类的栖息地选择、领域、活动区和活动性特征进行了分析，对栖息地片断化和人类活动的影响进行了长期研究，为濒危物种的保护提供了科学依据。历经十余年的驯养繁殖研究，攻克了存活、受精和繁殖等难题，将原产于亚热带高山的黄腹角雉在北京地区建成可自我维系的人工种群。

截至2007年8月，郑光美发表研究论文100余篇，出版专著十余部。

截至2007年8月，郑光美先后主持20多项国家和省部级研究课题，在雉类方面的研究成果获2000年国家自然科学二等奖等多项国家和省部级奖励。

郑光美在北京师范大学主讲《普通动物学》、《脊椎动物比较解剖学》、《脊椎动物分类学》和《鸟类学》等课程。

2013年，教育部正式启动了中国基础教育阶段《小学科学课程标准》修订工作，这是义务教育阶段最后一个进行修订工作的课程标准，郑光美受邀担任修订项目组组长。项目启动会上，郑光美介绍了修订项目的工作思想和思路。

郑光美曾担任教育部首届高等学校生物学教学指导委员会委员以及第二届教学指导委员会副主任，获评全国优秀教师、国家级教学名师，获 2001 年国家自然科学二等奖，两获国家级教学成果二等奖（1997、2014 年），主编出版教材和专著 13 部。他从教 60 余年来，在我国动物学课程改革、教材建设和人才培养等方面发挥着重要的引领作用，为我国动物学教学、教材编制领域培育了一批高水平人才。主编的多部教材获评国家级规划教材、国家精品教材等，其中《普通动物学》（1-4 版，1978-2009)累计印刷 120 万册，第四版已印刷 38 万册、为 200 多所高校使用，是国内印刷量最大、使用最广泛的动物类教材。主持修订《义务教育小学科学课程标准(2017 年版）》。他热爱教学、关爱学生，60 多年来一直耕耘在教学一线，将他丰富的知识积淀传授给学生、用他的人格魅力感染学生，是最受学生欢迎的老师之一。还为北京师范大学、武汉大学、复旦大学等高校培养了一批动物学教学和科研骨干。

郑光美多年从事脊椎动物学和鸟类学等课程的教学工作。在高校教材建设、教学改革和人才培养等方面有重要贡献。他长期从事鸟类学研究，在中国鸟类生态学、保护生物学等领域进行了开拓性工作，尤其在中国特产濒危雉类研究中成果显著。（北京师范大学生命科学学院评）

郑光美院士是中国著名的动物学与鸟类生态学家，一生与鸟相伴，长期从事鸟类学研究，在中国鸟类学研究的很多领域进行了开拓性工作。在濒危雉类的研究中，成绩尤为突出。（中国网评）