 王雙懷教授崇尚司馬遷所倡導的“究天人之際，通古今之變”的治學理念，研究視野相當廣闊，涉及中國古代史、中國歷史地理、中國生態環境變遷和中國文化史等許多領域。目前已完成多項研究課題，出版學術專著9部，參寫著作20部，在各類重要學術刊物上發表論文100余篇，另有一般史學文章30余篇。
在中國古代史方面，王雙懷教授對秦漢史、隋唐史和明清史都曾進行過探討，其中對隋唐史的研究用功最勤，成績也最為突出。他先后出版了《武則天評傳》（與趙文潤合作，三秦出版社1993）、《荒冢殘陽：唐代帝陵研究》（陜西人民教育出版社，2000）、《唐代歷史文化論稿》（香港教育圖書公司，2003）等學術專著，翻譯了日本學者所撰寫的《長安史跡研究》（與淡懿誠、賈云合作，三秦出版社，2003），并在重要學術刊物上發表了40多篇高質量的論文。其中《武則天評傳》史料翔實，觀點新穎，出版后在社會上引起較大反響，被評為陜西省人文社會科學研究優秀成果。《荒冢殘陽：唐代帝陵研究》是我國第一部研究唐代帝王陵墓的學術專著，具有填補空白的作用，獲西安市人文社會科學優秀成果獎。至于《唐代歷史文化論稿》也有重要的學術價值，受到有關專家的一致好評。
在歷史地理方面，王雙懷教授主要研究歷史自然地理、歷史農業地理、歷史城市地理和歷史文化地理。已出版兩部學術著作：一部是《陜西通史·歷史地理卷》（與史念海、蕭正洪合作，陜西師范大學出版社，1998），一部是《明代華南農業地理研究》（中華書局，2002）。此外，還發表學術論文30余篇，不少論文被人大復印資料等刊物轉載。在這些成果中，《明代華南農業地理研究》是第一 部專門研究明代華農業地理的學術著作。在這部著作中，王雙懷同志對明代華南地區的農業地理進行了全面、系統、深入的探討,研究了許多前人未曾涉及的重要問題,并提出了自己獨到的見解。在一定程度上揭示了明代華南農業地理發展、演變的內在機制,為華南地區農業資源的開發提供了依據，是一部基礎研究與應用研究相結合的力作，具有重要的學術價值和現實意義。著名學者史念海、曾昭璇、鄭學檬、韓光輝、葛劍雄、孫達人、李并成、張波等對此成果表示肯定。《西北大學學報》自然科學版2002年第5期、《中國歷史地理論叢》2004年第2輯、《中國史研究動態》2005年第1期、香港《當代史學》和廣東土壤學會網有專文評介。其主要觀點及相關內容被海內外學者多次引用。2005年度獲陜西高等學校人文、社會科學研究優秀成果三等獎。
在生態環境方面，王雙懷教授主要探討中國西部開發與西部生態環境變遷的問題。經過多年潛心研究，寫成了長達五十多萬字的《中國西部開發史研究》一書（商務印書館即出）。這部著作是海內外研究中國西部開發史的最新成果，主要包括四個方面的內容：一是中國歷代對西部的開發，二是歷史時期西部開發的區域特征，三是歷史上西部開發與西部環境的相互影響，四是我國西部開發的經驗教訓。本成果從歷史的角度出發，采用多學科交叉的方法，對我國西部開發的歷史進行了系統研究，著重探討了西部開發的重大問題和熱點問題。不僅弄清了數千年來我國西部開發的軌跡，探討了歷史時期西部開發的地區差異，而且揭示歷史上西部地區人地關系發展變化的內在機制，總結了歷史時期西部開發的經驗教訓，在一定程度上為西部大開發戰略的制定和實施提供了科學的依據。另一方面，本書的研究成果也涉及國際學術的一些前沿問題，填補了西部歷史地理研究的某些空白，具有重要的學術價值。目前，本成果的部分內容已經公開發表。其中《五千年來中國西部水環境的變遷》、《中國西部土地荒漠化問題探索》及《我國歷史上開發西部的經驗教訓》等論文被《新華文摘》等刊物全文轉載，有關“天府之國”的論述被數十家媒體報導，在學術界引起強烈反響。
在中國文化史方面，王雙懷同志側重研究中國古代的傳統文化和天文歷法，出版了《中華日歷通典》（吉林文史出版社，2006）和《二十五史干支通檢》（三秦出版社，2006）等著作。其中《中華日歷通典》長達750萬字，是可以逐日對照的最全面、最系統、最實用的中華日歷。本成果是在推算歷代實用歷法、核對史書所載朔閏、參考現存歷表的基礎上精心完成的。全書分為九編，包含了公元前1400年至公元2050年的全部日歷。每編以朝代和帝王年號為綱，分別列出每一年的日歷。遇到王朝并立，歷法不同的情況，則按史家通例，分別列出各朝日歷。日歷的格式采用表格，每年一表，有年代、月序、日序、中公歷日對照、節氣與天象等欄目。年代包括帝王年號、年序、年干支、公歷年份、屬相等內容。月序與日序構成坐標體系。中公歷日對照列出全年中每日的干支、公歷日期和星期。節氣與天象欄則給出二十四節氣和日食發生的日期。如遇帝王改元或頒行新歷，則注于當頁之下。書后還附有一些實用的歷法資料和年代資料。讀者可以通過帝王年號及年月日干支，直接查出其相應的公歷時間，也可以用公歷日期迅速地查出其相對應的中歷日期。凡是中國歷史上的時間問題，幾乎都可以從本書中找到答案。本成果完整地建構了中國數千年的時間體系，有助于歷史研究、文獻研究和考古研究的深入發展。
王雙懷教授崇尚樸實嚴謹的學風，熱愛他所從事的教育事業。他將范文瀾先生“板凳寧坐十年冷，文章不寫半句空”的詩句和顧頡剛先生“寧可勞而不獲，不可不勞而獲”的格言作為自己的座右銘。他認為“人最寶貴的精神是開拓進取，最高尚的品質是無私奉獻，最優良的作風是少說多干” ，并常常以此來勉勵自己。他勇于鉆研，善于思考，肯下苦功，因而具有很大的學術潛力。相信在未來的日子里，他會取得更大的成績。
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