Le Dr Wilson est écologiste et épidémiologiste avec de vastes intérêts de recherche sur les maladies infectieuses, y compris l'analyse de la dynamique de transmission, l'évolution des systèmes vecteur-hôte-parasite et les déterminants du risque humain. La plupart des projets traitent des variations environnementales et sociales dans le temps et dans l'espace, car elles ont un impact sur les populations de vecteurs et de réservoirs et sur les schémas de transmission des agents pathogènes. Des efforts récents ont porté sur diverses maladies "émergentes", notamment le paludisme et la schistosomiase en Afrique, la leishmaniose au Moyen-Orient et la dengue en Amérique du Sud. En plus des techniques de terrain, de laboratoire et statistiques standard, il a utilisé des données d'images satellitaires et des SIG pour entreprendre des analyses spatiales des changements environnementaux et de l'écologie du risque. Des outils d'analyse spatiale sont également appliqués aux processus pathologiques non infectieux.