김경석 박사는 창의적인 이론과 정밀한 실험을 통해 나노세계를 연구하고 응용하는 데에 핵심적인 역할을 하고 있다. 특히 나노 구조체의 운동 및 변형 안전성과 조성 및 조립원리에 관한 연구로 나노 연구의 이론적인 초석을 정립하며 관련분야를 개척하고 있다. 김박사는 원자간력 현미경(原子間力 顯微鏡, atomic force microscope)에서 관찰되는 단접점 나노접촉과 마이크로접촉의 마찰현상들을 전위이론으로 설명하여 일반적인 단접점 마찰법칙을 정립하였다. 또한 김박사는 고체표면 식각(蝕刻)시 응력(應力)에 의한 나노표면 거칠음의 시간에 따른 변화에 관한 연구를 통해 표면 나노 구조체의 자가조립(self-assembly) 원리를 정밀하게 규명하여 미세한 크기에서의 표면 잔류 응력을 측정하는 획기적인 방법을 제시하였다.
이와 같은 나노역학 분야의 연구를 통해 김박사는 측방변위간섭계, 표면거칠음 진화 계측기, 초정밀 곡률변위간섭계, 연속장 투사법 등 10 여건의 새로운 실험기기와 최신 분석방법을 제시하였다. 특히 초정밀 곡률변위간섭계는 최신 곡률변위계측기의 정밀도를 2000여 배 증가시킨 것으로 반도체 표면 양자점 조성 및 조립과 생물 분자의 나노 자가조립 연구에 획기적으로 기여할 것으로 기대되고 있다. 또한, 세계적인 저널에 90여편의 연구논문을 게재하였으며 3권의 나노 및 마이크로 역학 관련 연구서를 편집 저술하는 등 왕성한 연구활동과 더불어 1999년에는 나노역학 분야의 국제 워크숍을 주관하였고 2004년에는 국제 이론 및 응용역학총회(ICTAM)의 Thin Film & Nano Structures의 위원장을 맡아 전 세계 나노분야의 발전에 탁월한 기여를 하였다.