姚建铨多年从事激光与非线性光学频率变换研究，提出非线性双轴晶体最佳相位匹配精确计算的理论及方法，得到国际学术界的确认。提出了激光谐振腔“类高斯分布理论”。发展了高转换效率下倍频理论及准连续泵浦倍频新方法。实现了输出功率34W的内腔倍频YAG激光器，并以此为光源，完成了激光三维扫描系统。首次采用准连续运转的绿光光源泵浦染料及钛宝石可调谐激光器。从而从理论到器件技术建立了一个新的“准连续泵浦激光调谐系统”的技术体系 。

姚建铨在太赫兹光子学源，特别是在激光非线性差频（DFG）及光学相位匹配太赫兹源、太赫兹生物成像和雷达散射截面的检测等方面做出了贡献，他发展了高功率倍频激光理论，发明的双轴晶体最佳相位匹配的精确计算理论，被国际学术界称为姚技术、姚方法，并广泛应用。此外，他还在利用多种新型材料及微纳结构材料调控太赫兹方面进行了大量的研究。

截至2014年，姚建铨在中国国内外发表论文730余篇，编写专著5部 。

1980年－1982年，姚建铨在美国斯坦福大学及加州大学等地作访问学者，先后应邀在美国普林斯顿大学、宾夕法尼亚大学、南加州大学及法、英、德等国讲学及合作研究 [2] 。

截至2014年，姚建铨先后完成研究项目50余项，先后获得国家发明二等奖、国家教委及天津科技进步二等奖（4次），中国科学院特等奖、军队科技进步一等奖 [2] 。

对于科技人才的培养，姚建铨有两个方法：第一、作为导师的任务就是给学生定出研究方向，通过研究所申请科研项目，制订科研的大的方针策略，具体的工作放手由学生去做，这样有利于培养学生独立的工作能力和创新思维。第二、对学生充分的信任，相信学生能够在完成学业任务的同时又能完成科研工作，他带的博士生的论文都是围绕承担的国家科研项目、攻关项目，还有天津科委的项目，这些项目的目标很明确，在技术路线、研究方法确定以后，最主要就是由学生大胆的创新。

1984年，姚建铨被特批为教授和博士生导师，从那时候开始带博士生，截至2014年，已培养出16名博士后、66名博士生及85名硕士生 。