吴学兵团队利用国内光学望远镜在类星体及其超大质量黑洞研究领域开展了系统性研究，所属研究为前沿导向的探索性基础研究。取得的突出成就包括：

1、开启国内高红移类星体观测研究，发现宇宙早期发光最亮、中心黑洞质量最大的类星体及上百个红移5以上类星体。

利用丽江2.4米望远镜等发现上百个红移5以上类星体，包括一个红移6.3、发光强度为430万亿倍太阳光度的极亮类星体。利用后续观测揭示其中心存在120亿倍太阳质量的黑洞,是宇宙早期发光最亮、中心黑洞质量最大天体，对早期黑洞和星系形成与演化理论提出了挑战。成果作为封面推荐论文发表于Nature,入选英国Altmetric网2015年百篇最具影响力科学论文、美国Discover杂志2015年百个顶级科学事件、2015年度中国科学十大进展、高等学校十大科技进展，获2017年教育部自然科学一等奖。

2、提出类星体选源和测光红移计算新方法，领导我国郭守敬望远镜(LAMOST)类星体巡天，独立发现三万多个类星体。

LAMOST类星体巡天共证认56300个类星体，独立发现32000个，新发现24300个，发现数跻身世界前三，被认为是美国SDSS之外发现类星体最多的项目之一。利用LAMOST等重复光谱观测发现大量宽发射线明显变化的“变脸”类星体，使当时此类稀有天体数目增加一倍，在国际上有广泛影响。