Claes Lundströms forskningsfokus är att utveckla metoder som leder till högre precision och effektivitet inom medicinsk bilddiagnostik. Insatserna rör sig i gränslandet mellan maskininlärning, visualisering och människa-dator-interaktion i krävande kliniska miljöer.
Claes Lundström bedriver sin forskning på Center for Medical Image Science and Visualization (CMIV) vid Linköpings universitet. Han doktorerade 2007 och blev docent 2014. Hans bidrag till osäkerhetsvisualisering och design av Transfer Functions inom volymsrendering är internationellt uppmärksammade.
Sedan 2012 leder Claes Lundström den tekniska grenen av forskningen inom digital patologi på CMIV, bl a genom ledning av samarbetsprojekt på nationell nivå. Claes leder också större insatser inom bildbaserad precisionsortopedi. Från och med 2017 är han därtill Arenaledare för Analytic Imaging Diagnostics Arena (AIDA), ett nationellt center för forskning och innovation inom Artificiell Intelligens för bilddiagnostik baserat vid CMIV.
Parallellt är Claes sedan 2010 Research Director på Sectra AB, där han har arbetat kontinuerligt sedan 1997 i flera ledande positioner. Många av hans akademiska bidrag har blivit omsatta i kommersiella produkter och samhällsnytta.