毕业以来一直从事临床心胸外科工作，特别在体外循环、先天性心脏病、瓣膜病及危重病人救治等方面有深入研究，有丰富的临床经验。并承担本科生、进修生、研究生、全国网络教学的讲课任务。1982年以前主要从事胸外科工作。1982年被卫生部以交换学者身份公派到美国斯坦福大学医学院附属医院进修学习体外循环心外科。1983年回国后继续从事心胸外科临床工作，并开展血液稀释、血液回收的研究。1984年与胡秉忠主任创建了北大医院第一个心胸外科重症监护室，并多年主持参与监护室治疗工作，成功抢救了大量危重病人，积累了丰富的临床经验。1985年因发明了“体外循环平面监控装置”、“体外循环泵压监控装置”、及“自动减压器”，获得北京市科技进步奖。1987年到美国洛杉矶著名的Sidersina医学中心进修学习。1988年成功开展了我国第一例腹直肌鞘后永久起搏器安放术。1990年设计出我国第一台血液回收机。1991年生产出样机，在临床上应用成功。1992年初去美国太平洋医学中心进修和工作，并参与了美国FDA实验室关于人工心肺机的研究工作。1994年10月回国后，先后研制出我国第二代、第三代、第四代、第五代血液回收机。第五代血液回收机(自体-2000型)于1997年经国家鉴定后推向市场，可以回收外科手术中收集到出血中的90%以上的血细胞，获得“国家级重点新产品”证书。1999年被国家科技部列入“国家重大科技进步成果推广项目”，并获得北京市科技进步一等奖。2000年获得国家科技进步二等奖。为了推广自体血液回收技术，张明礼教授举办了多期“全国自体血液回收技术学习班”(卫生部批准的国家级医学继续教育学习班)，为全国培养了数百名自体血液回收的专门人才。目前自体-2000型血液回收机已在全国近千家大型医院内使用，成了该领域的主流产品，血液回收超过60万例，不但节约了大量宝贵的血液资源，而且显著降低了输血传染病的发生。张明礼教授被誉为我国“血液回收之父”。,2002年，根据军队有关部门要求，研制成功了我国新一代血液回收机(3000P型)，即可用于野战，又科用于常规医院，现已成了国内市场的主流机型。2006年，在他的主持下，又研制成功了新一代又多种功能的3000H型血液回收机，主要用于血液治疗和血液回收两种功能。张明礼教授也是我国血液治疗设备的主要设计者。,目前，除了承担医疗、教学、科研工作外，还兼任国家科技部创新基金评审专家、中华现代外科杂志学术委员会委员、国家药品监督管理局医疗器械评审专家、北京市医疗事故鉴定专家、中国现代外科杂志常务编委、中华医院管理学会医疗卫生技术应用管理专业委员会专家组成员，并于1992年获北京医科大学**临床医师奖、1997年获北京医科大学**共产党员、1998年获北京市科技进步一等奖、2000年获国家科技进步二等奖、2001年获北京市科技创新标兵。
