王士俊是中国科学院植物研究所研究员，主要从事石炭纪、二叠纪化石植物的解剖构造、分类及系统演化研究。他指导学生完成华北早二叠世无被果孢属的系统研究，发现过渡无被果孢和平泉无被果孢两个新种。作为核心成员参与《中国植物志》编研项目（2009年获国家自然科学一等奖），主编《中国化石裸子植物》等专著华夏植物区莲座蕨目。曾发现侏罗纪蕨类植物新属Klukiopsis，为海金沙科演化研究提供重要证据。

长期致力于华夏植物区石炭-二叠纪化石植物的系统研究，重点开展鳞木类、辉木科等类群的形态解剖特征分析和演化规律推断。通过对山西太原、河北平泉等地标本的解剖学观察，建立无被果孢属新种划分标准，揭示该属孢子叶复合体的演化趋势。1999年在河南义马盆地发现侏罗纪蕨类植物新属Klukiopsis，其孢子囊环带特征为海金沙科起源研究提供关键证据。

作为《中国化石植物志》系列丛书主要编纂者，2009年至2016年间陆续出版三部核心著作：

2006年获国家自然科学基金古生代末期的生态适应性演变。研究成果为阐明华夏植物群与欧美植物群的演化关系提供重要证据。

2018年12月作为特邀专家出席中国矿业大学（北京）煤田地质学进展报告会，参与聚煤模式与古气候记录等主题研讨。2022年10月在中国科学院科学节发表《探讨远古石松类和蕨类植物化石研究》科普报告，通过国家植物园南园实地展示化石标本。

作为系统与进化植物学国家重点实验室博士后合作导师，2008年至2014年间指导何小元、何学智等博士后开展植物系统学研究。培养方向聚焦植物形态演化与分子系统学整合分析，所指导的多项成果发表于国际主流分类学期刊。