Hans forskning viser, at vidt forskellige regelsæt påvirker individers mobilitet, f.eks. visumregler, fri bevægelighed, handelsaftaler og menneskerettigheder. Netop den juridiske kompleksitet er udgangspunkt for hans bidrag til generel retsteori, herunder nye forståelser af retsreglers interaktion, deres udvikling over tid og påvirkning af eksterne chok som f.eks. kriser eller politiske paradigmeskift. Hans forskning er tværvidenskabelig og har skabt videnskabelige nybrud gennem brug af et unikt datasæt af afgørelser på tværs af lande. I samarbejde med datalogiske forskere kortlægger han mønstre for, hvordan juridisk fortolkning formes og varierer på baggrund af institutionelle og samfundsmæssige forhold.
Thomas Gammeltoft-Hansen er pioner inden for fagfeltet mobilitetsret og har gennem en række projekter skabt markante forskningsresultater til at forstå samspillet mellem retlig regulering, politik og bevægelsesmønstre. Et centralt bidrag er hans kortlægning af transnational migrationskontrol, som i 2012 blev præmieret med den prestigefyldte Idman-pris. Hans systemiske analysemodel har tydeligt påvirket international retspraksis. Hans forskning er bl.a. citeret i domme fra Menneskerettighedsdomstolen, hvilket er en af de klareste kvalitetsmarkører inden for jura. Et andet centralt bidrag er hans studier af private aktørers rolle i håndhævelsen af mobilitetsret. Hans begrebsliggørelse af ”the migration industry” har dannet grundlag for flere internationale forskningsgrupper. Han har desuden stået i spidsen for et tværregionalt forskningssamarbejde om COVID-19-pandemiens betydning for mobilitetsregler, der blev publiceret i American Journal of International Law Unbound. Hans analyser af mange tusinde nordiske udlændingeafgørelser har tilsvarende ført til markante resultater på tværs af jura, maskinlæring og datasociologi. Hans forskning har de seneste år modtaget en række danske og internationale bevillinger – bl.a. fra Danmarks Grundforskningsfond, NordForsk Interdisciplinary, Villum Synergy og Volkswagen European Challenges.
Thomas Gammeltoft-Hansen er 44 år og fik sin ph.d.-grad i 2009 fra Aarhus Universitet. Han er professor ved Københavns Universitet, hvor han har opbygget en større forskningsgruppe omkring Nordic Asylum Law & Data Lab, som på internationalt plan er ledende i datadreven forskning i flygtninge- og mobilitetsret. Forskningsgruppen omfatter ca. 20 forskere og har et unikt tværfagligt miljø, især for ph.d.-studerende og postdocs. Fra 2023 indgår forskningsgruppen som del af grundforskningscenteret MOBILE, der under Thomas Gammeltoft-Hansens ledelse har tiltrukket en voksende gruppe af talentfulde yngre forskere og opbygget et stærkt internationalt netværk. Som forsker er Thomas Gammeltoft-Hansen meget citeret både i akademiske kredse og i danske medier med hensyn til migrationsstrømme i Danmark og Skandinavien i et europæisk perspektiv.