1956年，戴金星以优异成绩考取了南京大学地质系。在学习过程中，戴金星非常重视理论联系实际。为了写好毕业论文，他利用星期日跑到长途汽车站摆地摊，把姐姐给他做的一双布鞋和土布衣服卖掉。靠着卖衣服鞋子的钱，利用节假日，自费考察了南京栖霞山以及镇江等地。这为他以后进行地质考察打下了坚实的基础。
戴金星是1961年分配到石油勘探开发科学研究院的。大学期间，他学的是大地构造专业，石油知识准备不很充分。可巧，石油部门有个传统，大学生分配到科研部门必须先到基层锻炼。戴金星求之不得，他渴望到现场去，补充在学校所不曾学到的东西。不久，他就带着简单的行装来到江汉平原。分到江汉油田综合研究队不几天，一位毕业较早的技术人员，交给戴金星一块乳白色的石头。
“小戴，请你鉴定一下，这是文石？方解石？还是石英？”
这是要考验一下戴金星鉴定矿物的基本功。小石头的样子很像是石英，戴金星用小刀轻轻划刻，发现其硬度比刀子要低，便回答说：“可能是文石，也可能是方解石，我看是文石。”文石与方解石不仅外表相似，而且化学成分相同，都是碳酸钙，两者的区别仅仅在于文石不具备方解石的菱面体解理。初出校门的大学生能够凭借肉眼加以区分，是很不容易的。
考验者笑笑：“基本功不错。”从此，他对戴金星倍加关照。
过去在学校是研究地面构造，现在找石油是搞地下构造。为了缩短两者的距离，戴金星不懂就问，不会就钻，从看岩芯到观察油砂，从录井、测井到地震资料对比解释，凡是石油普查勘探及研究工作所需要的学问他都用心学习。
不久，“文革”开始了，正常的工作秩序和科学研究被打乱了。可戴金星在心里对自己说：“不管到什么时候，业务技术总是要搞的。”他不再理会造反派的胡搅蛮缠，把所有能利用的时间都用到了钻研技术和攻读外文上。江汉油田的图书馆、资料室，隔三差五戴金星必去光顾。那时，他与妻子夏映荷两地分居，他带着一个四五岁的男孩，为了学习和工作，夜晚常常狠心地把孩子反锁在屋子里。
戴金星曾经听一个著名科学家介绍过经验：科学研究选题需要寻找“空白点”，人家不研究的领域你要去研究。在江汉油田的日子里，他开始大量接触天然气方面的资料，他认为，天然气正是国内尚无人系统研究过、而国民经济建设又迫切需要的领域。1972年，在湖北江汉油田整整锻炼了10年之后，戴金星重新回到久违的石油部勘探开发科学研究院。
回京以后，为了确保寻找到准确的“空白点”，戴金星给自己规定了死任务：迅速看完勘探开发研究院图书馆和资料室全部有关资料。每天工休时间必去图书馆翻看杂志目录，一月跑一次全国地质图书馆，跑一次中国科学院图书馆或者北京图书馆，特别是到全国地质图书馆搜索新杂志、新书籍，从不间断。他还节衣缩食不断地丰富自己的藏书，在家里建起了小型油气地质图书馆，他收集的油气杂志比单位图书馆还要完整。
随着资料的积累，对于世界天然气，特别是其中煤成气勘探的情况，戴金星逐渐了如指掌。德国人40年代开始工作，50年代投入勘探，逐步发现大气田；苏联人五六十年代开始做工作，煤成气在天然气中所占比例迅速扩大。在我国，直到70年代之前，还没有人提出过煤和煤系地层能够形成大气田，更无人提出可以成油。同时，他也发现，虽然国外勘探开发煤成气起步比较早，产生了很多文献，但对与煤系有关的天然气一直存在不同的叫法，比如煤气、煤生成的气、煤层气、煤层甲烷以及产自煤和煤质泥岩的天然气等等。从70年代中期开始，戴金星逐渐产生把这些不同的叫法统一起来的想法。1978年，他正式提出了煤成气的术语。1979年他发表《成煤作用中形成的天然气和石油》一文，1980年发表《我国煤系地层含气性初步研究》，这是我国最早的两篇研究煤成气的学术论文。1980年，煤成气术语在江苏瓜洲举行的石油地质学术讨论会上公开，成为学者专家们的共识。煤成气术语的提出，鲜明地指出了一个与石油天然气完全不同的找气新领域，对我国煤系天然气的研究和天然气工业的发展，起到了积极的推动作用。
自1978年到1982年，戴金星多次向国家计委、国家科委、国家经委和石油工业部建议，积极开展煤成气的研究和勘探。由戴金星执笔写成的《煤成气概况》报告，1982年元旦呈送至党中央书记胡耀邦，胡耀邦很快地作出批示：“印成政局参阅文件，分送政治局、书记处和副总理、能委各同志。”
1983年，“煤成气的开发研究”被列为国家“六五”重点科技攻关项目。石油、地质、煤炭和中国科学院等不同部门科技人员共同组成攻关组，戴金星成为攻关项目的技术负责人。
“六五”期间煤成气科技攻关项目上马以后，由于工作担子太重，戴金星1984年春在云南采取气样时接连20多天没有好好休息，生活不规律，回到北京就病倒了，大量便血。夏映荷把他送进医院抢救，输了好多的血。最后确诊是十二指肠球部溃疡，戴金星是没事了，夏映荷的满头乌发却变成了灰白色。
“七五”和“八五”期间，戴金星继续担任包括煤成气在内的全国天然气科技攻关负责人和组织者。“九五”期间仍然是国家天然气科技攻关项目的主要负责人之一。为了研究煤成气理论，他和他的同事们开展了大量煤和煤系泥岩热模拟实验，使煤成气理论不断得到丰富和发展。开始研究煤成气时，仅能提出个别鉴别煤成气的指标，而且几乎都是以气组分为主，鉴别可靠性较差。“六五”期间，戴金星把鉴别煤成气的指标从单纯气组分（气相）扩大到液相和固相，建立了一套综合性判别煤成气和各类天然气的指标。1985年达到5个指标，“七五”期间的1987年达到10个指标，1990年22个指标，“八五”期间的1992年达到28个指标，使鉴别煤成气和各类天然气的可靠性和准确度大大提高，为气源对比追踪和天然气目的层的确定，提供了重要的手段和科学依据。
油气成因理论是当今科学前沿的重大课题之一。戴金星不仅对建立和发展我国的煤成气理论及其应用作出重大贡献，而且科学地肯定了无机成因气的存在并能形成工业性气田，开辟了勘探无机成因气的新领域。1990年至1992年间，他所负责的“中国东部无机成因气及其气藏形成条件”国家自然科学基金项目，由中国科学院院士李德生、刘光鼎、孙枢等专家评审，认为在无机成因天然气理论方面独树一帜，成果达到国际先进水平。1991年至1994年，戴金星在中国含油气盆地研究中，系统地划分出中亚和亚洲东缘大陆架2个气聚集域、8个气聚集区和67个气聚集带，对天然气有利地区进行预测，取得显著的社会经济效应。气聚集域具有大区域、洲际性特点，其概念为戴金星所首创。
煤成气理论的研究和连续开展的国家天然气科技攻关，有力地推动了我国天然气勘探的进展。建国后的前30年间，在没有煤成气理论指导的情况下，我国仅发现3个中型煤成气田，探明煤成气总储量只占全国气层气储量9％；应用煤成气理论指导勘探，在不到16年时间里，就发现了11个大中型煤成气田，探明煤成气总储量不断上升而占全国气层气储量的38％。我国目前发现两个世界级大气田，有一个半（其中一个是煤成气和油型气的混合气）是煤成气源。由于连续实施科技攻关，我国由“六五”、“七五”至“八五”期间，探明天然气储量实现连续翻番。
近10多年来，戴金星和他所领导的天然气研究室获得部级科技进步一、二等奖多次，国家科技进步一等奖二项，并先后被评为“六五”“七五”和“八五”科技攻关先进集体。他本人连续三次荣获国家科技攻关先进个人奖和科技攻关突出贡献奖，这在全国各行各业中是唯一的。1995年10月，由于在煤成气理论研究和天然气地质勘探工作方面的突出贡献，戴金星当选为中国科学院院士。
戴金星有一个习惯，写完一篇重要文章以后，往往要写下一段颇带哲理的自勉语。比如，他写过：“成功的征途是千百块奋斗的基石铺筑的。盼望成功的人们，首先要甘作一块奋斗的基石。”还写过：“我成为山间的溪流，冲开挡道的顽石，越流越宽，越流越强，汇集至大河大江，归缩于浩瀚的大海。”他是勤于思考的人，在长期的实践中逐渐锤炼出一段“学问三字经”作为心中的座右铭。“三字经”的具体内容是：“好读书，读好书，读书好”；“好实践，实好践，实践好”；“好总结，总好结，总结好”。其中“实好践”“总好结”也许不符合语文规范，不过意思是很明白的。读书一实践一总结，每一环节有自己特殊的要求，连结起来环环相扣，循环往复以至无穷，符合马克思主义认识论，称之为“经”一点不为过。
戴金星曾自做一副对联，上联是：喜气思气欣作赤县探气人；下联：爱气索气毅为神州争气者；横批：气壮山河。中国科学院院士、著名地球物理学家刘光鼎以苍劲有力的墨宝“气壮山河”条幅赠予戴金星，激励他以气壮山河的精神和气概为我国天然气科学和天然气工业的发展作出更大的贡献。有他的“学问三字经”在，相信他会不负同行和国家的期待，努力实践自己的诺言。