Als Physiker und Biowissenschaftler forscht Julian Schroeder an den Pflanzen der Zukunft und identifiziert Gene und Mechanismen, die eine höhere Dürre- und Salzresistenz verleihen. Darüber hinaus untersucht er Pflanzen, die über ihre Wurzeln Schwermetalle aufnehmen und sie in speziellen Organellen ihrer Zellen anreichern können. Diese Pflanzen stellen eine preisgünstige Alternative dar, um belastete Böden zu entgiften und wieder für die Nahrungsmittelproduktion nutzbar zu machen.  Julian Schroeder und sein Team identifizierten außerdem CO2-bindende Proteine, mit Hilfe derer sich die Pflanzen an steigende Kohlendioxidkonzentrationen in der Luft anpassen können. Hieraus könnten Nutzpflanzen entstehen, die sich als robust gegenüber klimatischen Veränderungen erweisen und zudem eine wachsende Erdbevölkerung ernähren können.

Julian Schroeder studierte Physik an der Universität Göttingen und am Max-Planck-Institut für Biophysikalische Chemie in Göttingen, wo er 1987 promoviert wurde. Danach arbeitete er als Postdoktorand an der Medical School der University of California in Los Angeles/USA. Von 1990 bis 1993 war er als Assistant Professor und anschließend von 1993 bis 1998 als Associate Professor am Biologie-Department der University of California, San Diego (UCSD) in La Jolla/USA tätig. An der UCSD ist Julian Schroeder seit 1998 Professor und wirkt hier bis heute. Seit 2000 hat er die Novartis Professor für Pflanzenwissenschaften inne und war von 2005 bis 2015 Direktor des Plant Systems Biology Graduate Trainings der UCSD und dem Salk Institute. Seit 2009 ist Schroeder Distinguished Professor an der USCD und seit 2012 Co-Direktor des Center for Food and Fuel for the 21st Century. Seit 2014 ist er zudem Affiliate Professor am Department of Bioengineering in der Jacobs School of Engineering der USCD. Julian Schroeder ist Mitglied in einer Reihe wissenschaftlicher Gremien und Gesellschaften. So hatte er im North American Arabidopsis Steering Committee zwischen 2009 und 2010 den Vorsitz inne und von 2013 bis 2016 war er Präsident der American Society of Plant Biologists. 2015 wurde er Mitglied der US-amerikanischen National Academy of Sciences. Die Leopoldina ernannte ihn 2017 zu ihrem Mitglied in der Sektion Genetik/Molekularbiologie und Zellbiologie.

Für seine Forschung ist er bereits mehrfach ausgezeichnet worden. 1984 erhielt er den Heinz Maier-Leibnitz-Preis der Deutschen Forschungsgemeinschaft, 2001 den Blasker Award für Environmental Science and Engineering der San Diego Foundation und 2020 den Stephen Hales Prize der American Society of Plant Biologists.

Mit dem Carl-Friedrich-von-Siemens-Forschungspreis wird sein bisheriges wissenschaftliches Gesamtwerk geehrt. Die Auszeichnung ist mit 65.000 Euro dotiert und wird von der Alexander von Humboldt-Stiftung gemeinsam mit der Carl Friedrich von Siemens-Stiftung vergeben.