W środowisku kosmologów znany przede wszystkim ze swoich prac na temat powstawania galaktyk. Wniósł istotny wkład w zagadnienia takie jak pomiar ciemnej materii we Wszechświecie. Jest zwolennikiem koncepcji Multiwszechświata.
Głównym celem jego badań jest fizyka inteligencji: wykorzystanie technik opartych na fizyce do lepszego zrozumienia biologicznej i sztucznej inteligencji (AI); otrzymał granty badawcze od Elona Muska w celu zbadania ryzyka egzystencjalnego związanego z zaawansowaną sztuczną inteligencją. Był jednym z czterech naukowców (obok Stephena Hawkinga, Franka Wilczka, i Stuarta Russella), którzy w roku 2014 wystosowali apel do czytelników brytyjskiej gazety The Independent. Ostrzegali w nim przed bagatelizowaniem inteligentnych maszyn i postrzeganiem ich wyłącznie w kategoriach science fiction.
Napisał ponad dwieście artykułów technicznych. Brał udział w dziesiątkach naukowych filmów dokumentalnych. Otrzymał wiele nagród za swoje badania, w tym Packard Fellowship (2001–2006), Cottrell Scholar Award (2002–2007) oraz NSF Career Grant (2002–2007);