Specjalizuje się w fenomenologii, filozofii egzystencji, estetyce, filozofii kultury. Rozprawę habilitacyjną poświęcił myśli Merleau-Ponty’ego (Sztuka jako projekt. Filozofia i estetyka Maurice’a Merleau-Ponty’ego, 2003), a następnie zajął się estetyką Sorena Kierkegaarda (Soren Kierkegaard i sztuka niemożliwa, 2013). Został kierownikiem Zakładu Filozofii Kultury w Instytucie Filozofii Uniwersytetu Jagiellońskiego. Jako nauczyciel akademicki prowadzi popularne i uczęszczane kursy, cieszące się niesłabnącym zainteresowaniem kolejnych pokoleń studentów. Kursy te są przede wszystkim poświęcone egzystencjalizmowi, głównym teoriom filozofii kultury oraz wątkom filozoficznym w literaturze pięknej. Piotr Mróz był także profesorem wizytującym na szeregu zachodnioeuropejskich, jak i innych uniwersytetów, w tym m.in. Uniwersytetu w Lagos w Nigerii, gdzie poznał jednego z uczniów Heideggera profesora Jima Unaha. Ponadto od drugiej połowy lat 90. prowadzi na Uniwersytecie Jagiellońskim i innych krakowskich uczelniach kursy w językach angielskim i hiszpańskim dla studentów zagranicznych.