Sues ist einer der führenden Spezialisten insbesondere im Bereich der mesozoischen und paläozoischenReptilien. Insbesondere erforscht er die Herausbildung der hauptsächlichen Entwicklungslinien ab der Trias. Er hat u. a. in den USA (u. a. Pennsylvania), Kanada, Marokko, Usbekistan, China (Mongolei) und Deutschland Fossilmaterial gesammelt und zahlreiche Arten fossiler Reptilien erstmals wissenschaftlich beschrieben, darunter 1978 Saurornitholestes, ein theropoder Dinosaurier, 2009 Levnesovia, einen der ältesten hadrosauriden Dinosaurier (gemeinsam mit Alexander Averianov[2]), Majungatholus (mit Philippe Taquet, 1979, ein Schädelfragment aus Madagaskar, der erste Fund eines Pachycelphalosauriers auf der Südhalbkugel), Ornatotholus (mit Peter Galton 1983), Stygimoloch (ebenfalls 1983 mit Galton) und Zephyrosaurus (1980).
Er ist Mitentdecker des ersten gut erhaltenen Skeletts des gleitfliegenden Reptils Coelurosauravus. Mit Peter Galton untersuchte er 1982 auch den möglichen (so die These von Galton/Sues) frühen Ceratopsier Stenopelix valdensis. Er beschäftigte sich außerdem mit der Evolution von Land-Ökosystemen.
Sues, H.-D. (ed.): Evolution of herbivory in terrestrial vertebrates. 2000. ISBN 0-521-59449-9
H.-D. Sues, Anna K. Behrensmeyer, John D. Damuth, William A. DiMichele, Richard Potts, Scott L. Wing (Herausgeber und Mitautoren): Terrestrial Ecosystems Through Time: Evolutionary Paleoecology of Terrestrial Plants and Animals, University of Chicago Press 1992
Basal Ornithopoda (mit David Norman, Lawrence Witmer, Rodolfo Coria) in Weishampel, Osmolska, Dodson The Dinosauria, University of California Press, 2. Auflage 2004
↑Hans-Dieter Sues and Alexander Averianov : „A new basal hadrosauroid dinosaur from the Late Cretaceous of Uzbekistan and the early radiation of duck-billed dinosaurs“ In: Proc R Soc B 2009 - doi:10.1098/rspb.2009.0229