Khalil Sima’an doet onderzoek naar computerlinguïstiek en taaltechnologie. Hij richt zich op theorieën en computermodellen van de menselijke capaciteit om teksten te begrijpen en om te zetten in andere teksten of handelingen, bijvoorbeeld tijdens het vertalen, parafraseren of samenvatten.

Met zijn huidige team werkt hij aan betekenis behoudende computermodellen van machinaal vertalen. De modellen die Sima’an ontwikkelt zijn gericht op het generaliseren van latente structuren in grote vertaaldata, tot statistische grammatica van betekenis vergelijkingen. Betekenis behoudende computermodellen die uit data worden geleerd zijn belangrijk voor zowel wetenschappelijk onderzoek naar menselijke taalverwerking als voor taaltechnologische toepassingen.

Voordat Sima’an in 2003 universitair docent werd aan het Institute for Logic, Language and Computation (ILLC) van de UvA, was hij fellow van de Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen (KNAW). Sinds 2011 is hij universitair hoofddocent aan het ILLC waar hij een groep leidt die onderzoek doet naar statistische modellen voor machinaal vertalen en morpho-syntactisch ontleden. Sima’an was gastonderzoeker bij de technische universiteit Technion (Israël), de University of Maryland (VS), Johns Hopkins University (VS) en Dublin City University (Ierland). Sima’an ontving verschilende subsidies waaronder een Vidi-subsidie (2006) en een Vici-subsidie (2013) van de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO). Hij is lid van de redactieraad van de wetenschappelijke tijdschriften Machine Translation en het Journal of Natural Language Engineering.