Louis Archambault est un professeur de physique spécialisé dans la physique médicale. L'essence de ses recherches réside dans l'amélioration des traitements contre le cancer et, en particulier, de la radiothérapie, grâce au développement de nouveaux outils et à l'exploitation de la science des données en imagerie médicale. Il s'intéresse à la cartographie précise des doses de radiations utilisées en radiothérapie et à la prédiction de l'évolution des traitements contre le cancer. Son laboratoire, baptisé "Clairvoyance", illustre bien cette ambition de "voir" les doses de radiation et de prédire l'évolution des traitements. Il est un spécialiste reconnu de la dosimétrie optique. Il s'est, entre autre, illustré par le développement de nouveaux instruments tel que les dosimètres multipoints permettant une mesure rapide et exacte des doses de radiation en radiothérapie, une nécessité face à la complexité croissante de ces traitements. Ses travaux portent également sur l'utilisation de la science des données et de l'intelligence artificielle pour intégrer les informations issues de l'imagerie médicale (tomodensitométrie, tomographie par émission de positron, imagerie par résonance magnétique) dans des systèmes de soutien aux équipes cliniques en oncologie. Ses travaux ont mené, entre autre, à la création d'un système d'apprentissage profond permettant la prédiction de l'évolution du cancer de la prostate.