林元培提出了包括空间结构稳定理论、斜交构造异性板弯曲理论、非线性薄壁空间杆件稳定有限元法、铰结板横向分布理论等在内的多项桥梁设计建造理论创新成果。相关理论和技术创新成果先后应用于南浦大桥、杨浦大桥、卢浦大桥等具有国际影响力的桥梁工程设计建造。

林元培在桥梁构造和施工工艺技术方面具有很高造诣，长期坚持在实践中积极总结、不断创新，提出了一系列新型桥梁构造和施工工艺。他提出的工字型叠合梁钢束与梁的节点构造、箱形叠合梁钢束与梁的节点构造、预应力混凝土锚固节点构造等，有效地解决了南浦大桥、杨浦大桥、东海大桥等一大批具有开创性意义的重大桥梁工程建设难题，不仅确保了工程高品质高效率建成和安全稳定运行，而且具有广泛技术应用价值，为中国大规模开展的大跨径桥梁建设提供了范例。

林元培坚持理论创新与工程创新相结合，主持设计10余座特大型桥梁。主持设计的1989年通车的重庆嘉陵江石门大桥，是一座独塔单索面混凝土斜拉桥，主跨226米。主持设计的1991年通车的上海南浦大桥是当时全球排名第二的叠合梁斜拉桥，开创了中国国内主跨超过400米斜拉桥先河，成功解决了叠合梁斜拉桥结构裂缝等重大的世界性难题。主持设计的1993年通车的上海杨浦大桥，跨度602米，当时为世界第一大跨度斜拉桥，它的建成标志着中国斜拉桥建设达到国际先进水平。主持设计的上海卢浦大桥，建成于2003年，为世界第一大跨度拱桥，设计中充分利用现代焊接技术的新成就，主拱采用整体式全焊断面，造型简洁，成功解决了在软土地基上水平推力的问题，该桥的成功对大跨径拱桥建造起到了示范的作用。主持设计的上海东海大桥，是中国第一座真正意义上的跨海大桥，总长32.5公里，开创了中国桥梁建设从江河走向海洋的时代，总体技术达到国际先进水平，部分关键技术达到国际领先水平。从南浦大桥开始，开启了中国自主设计建造大跨径特大型桥梁的新时代，摆脱了对外国技术的依赖，并由此走上了成为桥梁技术强国的快车道。

根据2021年10月何梁何利基金网站显示，林元培先后在中国国内外专业期刊发表重要论文24篇，专著有《斜拉桥》（1996年再版），2007年主编出版《桥梁设计工程师手册》。

1979年，林元培应邀出席了在奥地利维也纳举行的第十一界国际桥梁与结构会议。

1992年9月，在纽约国际桥梁会议的讲台上，林元培作为斜拉桥中国流派的代表，向与会的世界各国桥梁设计者清晰地阐述了他对上海“南浦”、“杨浦”两座斜拉桥的设计理论，并描绘了中国斜拉桥的发展前景。

根据2021年10月何梁何利基金网站显示，林元培先后三次获得国家科技进步奖一等奖，一次国家科技进步奖二等奖，一次全国最佳工程设计特等奖，三次全国优秀工程设计金奖。

林元培是国际著名桥梁工程专家，是中国大跨径桥梁、跨海大桥设计建造技术创新突破的开拓者。他刻苦攻关，在桥梁设计理论和实践领域取得了杰出成就。他不懈创新，为中国桥梁工程技术成功赶超发达国家并跃升至世界领先水平做出了突出贡献。（中共中央宣传部评）

林元培创造出跨度最大的斜拉桥世界纪录，成为在中国建成最大跨度钢箱拱桥的第一人。（中国科学院评）

2015年4月10日，林元培在上海举行的命名仪式上正式获得永久性小行星命名。这颗中国科学院紫金山天文台于2007年9月11日发现的国际编号为210230号的小行星，于2015年1月5日获国际小行星命名委员会批准，被正式命名为“林元培星”。