Philipp Koellinger houdt zich in zijn onderzoek bezig met geno-economie, gedragseconomie, ondernemerschap en innovatie. Hij richt zich in het bijzonder op de invloed van genen, cognitieve grenzen en emoties op economisch gedrag, waarbij hij ondernemerschap centraal stelt als relevante illustratie. Koellinger is hoofdonderzoeker en medeoprichter van het Gentrepreneur Consortium en het Social Science Genetic Association Consortium, consortia gericht op geno-economie. Dit nieuw opkomende onderzoeksterrein bestudeert de moleculaire genetica van economisch gedrag. Met zijn geno-economische onderzoek wil Koellinger aansluiting zoeken bij de UvA-onderzoekszwaartepunten Behavioural Economics en Brain and Cognition.

Koellinger is sinds 2006 verbonden aan de afdeling Toegepaste Economie van de Erasmus School of Economics (ESE), sinds 2012 als universitair hoofddocent. Hij blijft voor een dag per week verbonden aan de Erasmus Universiteit, als co-director van het interdisciplinaire onderzoeksinstituut EURIBEB (Erasmus University Rotterdam Institute of Biology and Economic Behavior). Hij wil op het gebied geno-economie samenwerking tot stand brengen tussen de Amsterdam Business School van de UvA en de Erasmus School of Economics, onder meer door gezamenlijke promotietrajecten en onderzoeksprojecten. 

Koellinger is research fellow van het interuniversitaire Tinbergen Instituut. Hij is tevens redactielid van het wetenschappelijke tijdschrift Small Business Economics. Hij publiceerde tal van artikelen in gezaghebbende wetenschappelijke tijdschriften als Review of Economics and Statistics, Journal of Economic Perspectives. en - zeer recent - in Science en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).