任品毅教授一直從事無線通信與網絡領域相關技術研究，主要研究方向包括：無線物理層安全傳輸、第五代移動通信系統（5G）與網絡、認知無線網絡、衛星通信與組網、信號檢測，分布式網絡等。在上述領域已累計主持及參與30余項國家級課題。近年來在國內外學術期刊和會議共發表論文150余篇，出版譯著10余本，以第一發明人獲國家發明專利30余項，登記國家計算機軟件著作權7項。在“十一五”期間被聘為國家高技術研究發展計劃（863計劃）“頻譜共享無線通信系統”重點項目總體專家組副組長。

任品毅教授現為中國通信學會高級會員，陜西省通信學會理事長，IEEE車輛技術協會西安Chapter主席，IEICE通信分會會員，《電子與信息學報》編委，《西安交通大學學報》編委。擔任ICST旗下國際會議WICON 2011的執行主席，IEEE/CIC ICCC 2017的Security and Privacy in Communications年會主席，CHINACOM 2017組織委員會成員，ICST WICON 2011大會主席；現擔任2019 WCSP國際會議執行聯席主席。2011年榮獲IEICE Communications Society頒發的Best Letter Award，2017年獲SCI檢索期刊China Communications首屆最佳論文獎，2018年獲雁棲航天論壇優秀論文一等獎；2012年獲王寬誠育才獎，2015年獲電子學會科技進步一等獎，2016年獲無線電管理科學技術獎。