Davidson är mest känd för sitt banbrytande arbete med att studera känslor och hjärnan. Han är vän och förtrogen med Dalai Lama och är en mycket efterfrågad expert och talare som leder samtal om välbefinnande på internationella scener som World Economic Forum, där han sitter med i Global Council on Mental Health. Time Magazine utsåg Davidson till en av de 100 mest inflytelserika personerna i världen 2006.
Hans forskning är brett inriktad på de neurala grunderna för känslor och känslomässiga stilar samt metoder för att främja mänskligt välbefinnande, inklusive meditation och relaterade kontemplativa metoder. Hans studier har varit inriktade på människor under hela deras livstid, från födelse till ålderdom. Dessutom har han genomfört studier med personer med känslomässiga störningar som humör- och ångeststörningar och autism, liksom med erfarna meditationsutövare med tiotusentals timmars erfarenhet. I sin forskning använder han ett brett spektrum av metoder, bland annat olika varianter av MRT, positronemissionstomografi, elektroencefalografi och moderna genetiska och epigenetiska metoder.
Davidson har publicerat hundratals vetenskapliga artiklar, ett stort antal kapitel och översikter, och är tillsammans med Daniel Goleman medförfattare till ”Altered Traits: Science Reveals How Meditation Changes Your Mind, Brain, and Body” (Avery, 5 september 2017). Han är också författare tillsammans med Sharon Begley till New York Times bestseller ”The Emotional Life of Your Brain” (Penguin, 2012). Han har fått många omnämnanden i populärmedia, bland annat i Today Show, ABC:s Nightline, National Public Radio, National Geographic Magazine, Time Magazine, Newsweek, O: the Oprah Magazine, PBS:s The Charlie Rose Show, Harvard Business Review och ytterligare nationella och internationella nyhetsmedier.
Davidson är William James- och Vilas-professor i psykologi och psykiatri vid University of Wisconsin-Madison, där han har varit fakultetsmedlem sedan 1984. Han är grundare av Healthy Minds Innovations, Inc. som är en extern, ansluten ideell organisation med syfte att stödja uppdraget för Center for Healthy Minds.