Rozpoczął pracę naukową od badań nad geotropizmem korzeni roślin. Przyczyny tego zjawiska wyjaśnił w rozprawie doktorskiej pt. „Badania nad zakrzywianiem się korzenia ku dołowi”. Na jego doświadczeniach nad odcinaniem korzeni roślin oparł się Karol Darwin. Pracując na uniwersytecie lwowskim w swej działalności naukowej i praktycznej zasadniczą uwagę poświęcił ogrodnictwu i pszczelnictwu. Skonstruował doskonały na owe czasy ul (tzw. ul słowiański, ul Ciesielskiego) oraz wyjaśnił wiele zagadnień z biologii pszczół. Na podstawie żmudnych badań stwierdził, że pszczoły umieją utrzymywać w ulu temperaturę niezależną od otoczenia. Określił rodzaj i masę spożywanego przez czerw pokarmu oraz pierwszy na świecie stwierdził, że zgnilec jest wywoływany przez bakterie. Zbadał przeobrażenie poszczególnych osobników rodziny pszczelej. Wyniki swych badań opublikował w dwutomowej książce Bartnictwo czyli hodowla pszczół dla zysku oparta na nauce i wielostronnym doświadczeniu. Wydał też inne książki poświęcone tematyce pszczelarskiej (zob. niżej).