Les travaux scientifiques de John Bechhoefer s’étendent sur la formation des motifs, les cristaux liquides, la biophysique, et la thermodynamique et la physique statistique hors équilibre. En exploitant le contrôle réalisable sur les petits systèmes et en utilisant des méthodes de pointe de la physique théorique, il teste des principes fondamentaux qui lient les notions d’information et d’asservissement à la thermodynamique et à la physique statistique, aux échelles des bactéries et des cellules.