Magnus Karlsson forskning handlar om hur växtsjukdomar uppkommer och sprids och vad vi kan göra för att minimera skördeförlusterna och öka produktionen av livsmedel. Genom att studera samspelet mellan växter och mikroorganismer på molekylär nivå försöker han förstå bakgrunden till de patogena mikroorganismernas förmåga att orsaka sjukdom och varför vissa växter kan försvara sig. Sådana kunskaper kan användas i växtförädling, men Karlsson arbetar också med biologisk bekämpning, där nyttiga svampar utnyttjas för att bekämpa skadliga mikroorganismer.