David Fayon s'attache dans ses travaux à l'introduction des technologies numériques sous les trois dimensions interdépendantes (technique, organisationnelle et humaine) et leurs impacts sur la société. Et prône la complémentarité entre les mondes physique et numérique[2]. Il propose depuis 2010 l'élection du mot numérique de l'année, reflet d'une tendance forte[3] de société.
Dans le livre Transformation digitale, il co-construit un modèle ouvert et collaboratif qui permet de mesurer le niveau de maturité numérique de toute entreprise et a conceptualisé ces travaux dans une thèse de doctorat portant sur la maturité numérique des acteurs bancaires. Celle-ci a été commencée alors qu’il résidait dans la Silicon Valley de 2014 à 2017[4]. Dans cette période aux Etats-Unis, il publie un essai sous-titré Du numérique en Amérique[5] dans lequel il analyse les ressorts de la domination des acteurs du numérique américains, en particulier les GAFA.
Il est membre du think tank La Fabrique du futur et créateur de Numérikissimo[6].