Les travaux de Schramm tournent autour des comportements limites des modèles continus issus de modèles discrets. Pour un certain nombre de ces modèles discrets, l'analogue continu est un invariant conforme. Schramm est connu pour son travail sur l'équation d'évolution de Loewner, devenue depuis équation Schramm-Loewner (SLE, Schramm-Loewner Equation dans la littérature scientifique). Le SLE est un outil puissant permettant d'établir des relations de limite d'échelle dans des modèles comme la marche aléatoire auto-évitante ou le modèle de percolation.
Schramm a continué ses travaux sur le SLE avec Gregory Lawler et Wendelin Werner. Werner a obtenu la médaille Fields pour ses travaux probabilistes.
Schramm a aussi travaillé sur la sensibilité aux erreurs des fonctions booléennes, les permutations aléatoires, les arbres recouvrants aléatoires ou la géométrie métrique.