Se le ocurrió el concepto de hojas de estilo en cascada (CSS) en 1994, trabajando con Tim Berners-Lee y Robert Kyle en el CERN. Como plataforma de demostración y prueba, integra CSS en el navegador web Arena y se convierte en la primera implementación de CSS. Después de unirse al W3C en 1995, trabajó en las especificaciones de CSS, incluidas CSS1, CSS2 y RFC 2318 (marzo de 1998). La mayoría de estas especificaciones se desarrollaron con Bert Bose, a quien se acredita como cocreador de CSS.
Durante la siguiente década, CSS se convirtió en uno de los estándares web fundamentales que influyó en gran medida en la tipografía, la estética y la accesibilidad en la web. Además de trabajar en las especificaciones de CSS, Wium Lie ha sido un activista habitual de los estándares. En 2005, escribió una carta abierta a Bill Gates de Microsoft preguntando por qué Internet Explorer de Microsoft no era compatible con los estándares web comunes. Unos días más tarde, cuando Bill Gates anunció que se lanzaría Internet Explorer 7, Wium Lie respondió al desafío de Acid2 a Microsoft. Aunque principalmente Microsoft, también es difícil probar Acid2 contra otros navegadores.
Desde entonces, Acid2 y posteriormente Acid3 se han convertido en el punto de referencia con el que se miden todos los navegadores. En 2006, Wium Lie inició una campaña para permitir que los navegadores admitieran fuentes web descargables en formatos de fuentes comunes. Todos los principales proveedores de navegadores han implementado fuentes web de esta manera desde 2011. En 2007, Wium Lie lanzó la campaña Video Elements para facilitar la distribución de videos en línea. En Google I/O 2011, Wium Lie presentó elementos de video relacionados con el formato WebM abierto de Google. En 2008, habló en nombre de un grupo de miembros del comité técnico que renunciaron tras la decisión del Comité de Normas de Noruega de votar a favor de OOXML.Wium Lie también popularizó el concepto de publicación web. La tercera edición de su libro CSS con Bert Bose consta de archivos HTML y CSS. Los formatos XML CSS de Prince luego convierten estos archivos a formato PDF. En 2005, se unió a la junta directiva de YesLogic, la empresa que produjo el formato Prince. Basándose en su experiencia en la publicación web, Håkon Wium Lie propuso extender CSS para admitir el diseño de página en pantalla en 2011. Se opone al uso de objetos de formato y campos CSS en la web.
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