Michiel van den Brekel heeft zich binnen de hoofd-halsoncologie toegelegd op verschillende onderzoeksgebieden. Naast onderzoek op het gebied van beeldvorming, moleculaire biologie en prognostische factoren bestrijkt zijn interessegebied ook de revalidatie van patiënten met hoofd-halskanker. Patiënten met een tumor in de bovenste lucht- en voedselwegen hebben, mede ten gevolge van de behandelingen, vaak grote beperkingen op het gebied van stem, spreken en slikken. De behandeling en preventie van deze functionele beperkingen en meer aandacht voor kwaliteit van leven en patiëntcounseling zijn relatief nieuwe aandachtsgebieden binnen de hoofd-halsoncologie. Van den Brekel ziet het als zijn leeropdracht om meer inzicht te verkrijgen in het voorspellen van de morbiditeit, tot een betere besluitvorming rondom behandelkeuzes te komen en de revalidatie van patiënten te optimaliseren.

Van den Brekel werkt sinds 2000 als hoofd-halschirurg bij de afdeling hoofd-halsoncologie en -chirurgie van het Nederlands Kanker Instituut - Antoni van Leeuwenhoek Ziekenhuis. Sinds 2009 staat hij aan het hoofd van deze afdeling. Hiernaast werkt hij als staflid bij de afdeling keel-, neus- en oorheelkunde van het Academisch Medisch Centrum (UvA). Eerder was hij werkzaam als universitair docent bij de afdeling keel-, neus- en oorheelkunde van het VU Medisch Centrum en als fellow van KWF kankerbestrijding aan de Universiteit van Toronto (Canada). Van den Brekel heeft meer dan 140 publicaties in vaktijdschriften en hoofdstukken in tekstboeken op zijn naam staan en organiseerde een groot aantal internationale symposia op het gebied van hoofd-halsoncologie. Hij is lid van de editorial board van verschillende vaktijdschriften en wetenschappelijke verenigingen en heeft meer dan 250 nationale en internationale voordrachten gegeven.