張旭教授通英語,懂數學,學術興趣廣泛,曾在著名語言學家邢公畹先生指導下學習漢藏比較語言學和音韻學,與著名語言學家劉叔新先生亦師亦友,其學術思想深受邢、劉二位先生影響。主要研究方向為語言理論、漢語方言學、語法學、詞匯學,兼及詞典學和漢英對比與翻譯等。
語言理論方面有《語言學論綱》(天津人民出版社,2002年6月);
漢語研究方面有《語言問題探索》(天津古籍出版社,1995年8月)、《深縣方言誌》(生活·讀書·新知三聯書店,2003年5月)、《漢語漢字研究論集》(合編,王蘊智、張旭、董蓮池、周寶宏,中華書局,2004年12月)、《漢語形態問題論稿》(中國社會科學出版社,2008年2月)、《漢語語言學問題》(商務印書館,2015年8月);
詞典學方面有《簡明英漢商業辭典》(主編,天津人民出版社,1992年4月)、《美國英語習用語辭典》(主編,天津人民出版社,1994年3月);
英漢對比與翻譯方面有Syntax in Chinese and English(《漢英句法比較》,英文,與美籍華裔學者Chikang Wu合著,1990年)。
主持過兩部天津市社科基金項目:《詞位復合理論研究》、《現代漢語形態研究》。
1998—2003年,擔任天津師範大學漢語言文字學、語言學及應用語言學兩個專業的學科帶頭人;2003—2007年,擔任天津市語言學會副會長、天津師範大學語言學及應用語言學學科帶頭人。國家漢辦HSK審題專家組成員。享受政府特殊津貼。
為本科生主要講授現代漢語,為研究生主要講授語言理論等課程。1994年以後較多接觸對外漢語教學,1996年赴韓國忠清大學講學,2004年赴日本神奈川大學講學。