აკად. დავით ლორთქიფანიძე ფართო პროფილის მეცნიერია. მისი ძირითადი კვლევის საგანია არქეოლოგია და ბუნებრივი გარემოს ისტორია.

დავით ლორთქიფანიძეს გამოქვეყნებული აქვს 150-ზე მეტი სამეცნიერო ნაშრომი, მათ შორის ისეთ მაღალრეიტინგულ სამეცნიერო ჟურნალებში, როგორიცაა Science, Nature და PNAS. იგი მრავალი წელია ხელმძღვანელობს საერთაშორისო სამეცნიერო პროექტს დმანისში. გარდა ამისა, დავით ლორთქიფანიძე გახლდათ იმ საერთაშორისო სამეცნიერო პროგრამის ხელმძღვანელი, რომლის შედეგად დადგინდა და შესწავლილ იქნა მსოფლიოში უძველესი ღვინის კვალი საქართველოს ტერიტორიაზე არსებულ ნეოლითურ ნამოსახლარში.

დავით ლორთქიფანიძის ინიციატივითა და ძალისხმევით საქართველოს ეროვნული მუზეუმი გახდა მეცნიერული ცოდნის ფართო საზოგადოებაში გავრცელების ძალიან აქტიური კერა. იგი თავადაც აქტიურად მონაწილეობს მეცნიერების პოპულარიზაციაში როგორც სატელევიზიო პროგრამების საშუალებით, ისე საჯარო ლექციებით. მისი ხელმძღვანელობით საქართველოს ეროვნული მუზეუმის გაერთიანების დაარსებიდან (2005 წ.) დღემდე მიმდინარეობს ორგანიზაციის ეტაპობრივი ტრანსფორმაცია-განახლების პროცესი, რომელიც მიზნად ისახავს საბოლოო ჯამში ეროვნული მუზეუმის სრულ მოდერნიზაციას მულტიფუნქციურ სივრცედ, რომელიც იქნება კულტურის, განათლებისა და მეცნიერების კერა.

2007 წლიდან დავით ლორთქიფანიძე არის აშშ-ის მეცნიერებათა ეროვნული აკადემიის უცხოელი წევრი, გერმანიის არქეოლოგიის ინსტიტუტის წევრ-კორესპონდენტი (2008), საქართველოს მეცნიერებათა ეროვნული აკადემიის წევრი (2009), მეცნიერებისა და ხელოვნების მსოფლიო აკადემიის წევრი (2010), ევროპის აკადემიის წევრი (2011).

დავით ლორთქიფანიძეს მიღებული აქვს მრავალი ჯილდო. მათ შორის საქართველოს, საფრანგეთისა და გერმანიის სახელმწიფო ორდენები; მონაკოს პრინცის ჯილდო (2001), საქართვლოს სახელმწიფო პრემია მეცნიერებასა და ტექნიკაში, როლექსის ჯილდო ინიციატივებისთვის (2004), იტალიის აკადემია ლინჩეის პრემია (2008), ალექსანდერ ფონ ჰუმბოლდტის სამეცნიერო პრემია (2014) და მრავალი სხვ.