Profesör Thornton fizik ve genel bilim eğitimini araştırıyor. Araştırma amacı, lisansüstü fizikçileri üniversite ve kolej profesörleri olarak yetiştirmektir. Yerel, bölgesel ve eyalet düzeyinde öğretmen geliştirme projelerinde aktif olarak yer aldı ve K-8 öğretmenlerini önde gelen fen öğretmenleri olarak yetiştirmek için fizik bilimlerinde bir kurs geliştirdi. Bu, Profesör Thornton tarafından geliştirilen kitleri kullanarak, pratik bilime odaklanan K-12 öğretmenleri için eyalet çapında televizyonda yayınlanan bir kursa yol açtı. Bu kurslardan sekizi geliştirilmiştir. Öğrenciler deneyim geliştirmede ve materyal elde etmede etkili oldular. Profesör Thornton, yerel yardımcı profesörler öğretmenlere uygulamalı deneyimler konusunda yardımcı olurken, Virginia'daki yerel yerlerde gösterilen dersleri ve gösterileri filme alıyor. Bu derslerdeki araştırmalar geliştirilmeye devam edilecek ve fizik eğitiminde uzmanlaşmak isteyen öğrenciler aranıyor.
Şu anda incelenmekte olan diğer araştırma alanları arasında 1) uzaktan eğitim kurslarının geliştirilmesi, 2) büyük mühendislik ve fizik dersleri için problem anlatımı bölümlerinin bir kavramsal gelişim oturumuna dönüştürülmesi ve 3) büyük ders kurslarında işbirlikçi öğrenmeye vurgu yer almaktadır. Bu projeler olası MS ve Ph.D. Tez projeleri.