Michele Casinis forskning handlar om uppskattning och förvaltning av marina fiskbestånd, samt populations- och ekosystemsdynamik, på nationell och internationell nivå. Han undersöker hur exploaterade fiskbestånd, särskilt i Östersjön, varierar i tid och rum i förhållande till fisketryck, samspel mellan rovdjur och byten samt övergödning och klimat. Hans mål är att främja en ekosystembaserad fiskeriförvaltning. Han har mer än 15 års erfarenhet inom Internationella havsforskningsrådet (ICES).