Gerhard Fettweis arbeitet auf dem Gebiet der mobilen Nachrichtensysteme, der angewandten Algebra, der Stochastik und des Entwurfs von Elektronik. In seiner Forschung zur Weiterentwicklung des Mobilfunks konzentriert er sich zum einen auf die Übertragungstechnik und erforscht hier Methoden, um immer höhere Datenraten über einen Mobilfunkkanal übertragen zu können. Die Herausforderungen bestehen darin, neue Signalkonstellationen (Modulations- und Demodulationsarten) und Empfängeralgorithmen zu finden sowie die multizelluläre Interferenz zu minimieren. Darüber hinaus beschäftigt sich Gerhard Fettweis mit dem Entwurf von Elektroniksystemen für Hard- und Software, um die neuen Übertragungsverfahren möglichst energie- und kosteneffizient in Mikroelektronikschaltkreisen zu implementieren. Hierbei erforscht er Hardware-Architekturen von „Plattform Chips“ für Kommunikationstechnik und KI, insbesondere den Entwurf von dedizierten Multiprozessorsystemen sowie von dedizierten Software-Ablaufsystemen.
Fettweis studierte Elektrotechnik an der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule (RWTH) in Aachen, wo er 1990 promoviert wurde. Nach einem Forschungsaufenthalt u. a. am IBM Almaden Research Center in San José/USA und seiner Tätigkeit bei TCSI Inc. in Berkeley/USA wurde er 1994 auf die Vodafone Stiftungsprofessur an der TU Dresden berufen. Von seinem Lehrstuhl sind seitdem 19 Unternehmen ausgegründet worden. 2019 gründete Fettweis das Barkhausen Institut, ein Forschungszentrum in Dresden. Als wissenschaftlicher Leiter forscht er dort mit seinem Team an Möglichkeiten zur gesteigerten Vertrauenswürdigkeit im Internet und entwickelt dafür neue Hardware (Chip-Architekturen), Betriebssysteme, Übertragungstechniken und Systemarchitekturen. Neben seiner Mitgliedschaft in der Leopoldina, der Gerhard Fettweis seit 2016 in der Sektion Informationswissenschaften angehört, ist er ebenfalls Mitglied bei acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften (seit 2012) sowie der National Academy of Engineering in den USA (seit 2024). Darüber hinaus wurde er für seine Arbeit vielfach ausgezeichnet, u. a. 2020 mit der Ehrennadel für außergewöhnliche Dienste für die TU Dresden und 2016 mit dem Ehrenring des Verbandes der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik (VDE).
Der Pioneer Award ist einer von vier Hightech-Preisen, die von der Bayerischen Staatsregierung gemeinsam mit der Bayerischen Akademie der Wissenschaften (BAdW) 2025 zum ersten Mal vergeben werden. Sie sind Deutschlands höchstdotierte Technikpreise. Der mit 300.000 Euro dotierte Pioneer Award soll den Transfer von exzellenter Forschung in die Praxis fördern und so Innovationen ermöglichen, welche die Gesellschaft nachhaltig prägen. Er wurde durch die Prof. Ulrich Rohde Stiftung (München) ermöglicht.