Le thème général des recherches du Dr Culley est de mieux caractériser les communautés microbiennes qui sous-tendent les écosystèmes de hautes latitudes et qui dominent leurs biodiversités et leurs fonctionnements. À cette fin, son programme de recherche s’est concentré sur la caractérisation de la diversité, de la dynamique, de la fonction et des interactions des virus et de leurs hôtes microbiens dans des écosystèmes aquatiques et cryosphériques représentatifs du Haut-Arctique canadien, une région qui se transforme rapidement en raison des changements climatiques. Les travaux du Dr Culley ont mené à des contributions importantes dans le domaine de la virologie et de la biologie arctique, entre autres. Par exemple, ses travaux ont abouti aux premières caractérisations de la communauté des virus à ARN marins sauvages, et ont montré que ces virus sont parmi les entités biologiques les plus abondantes dans l’océan mondial. Le Dr Culley est membre de nombreuses organisations locales, nationales et internationales, dont le Centre d’études nordiques (CEN), et est le chercheur principal d’un projet transdisciplinaire portant sur la microbiologie de la dernière zone de glace dans le Haut-Arctique canadien.
En mai 2023, Dr Culley a été responsable de l’organisation du 11e Atelier sur les virus aquatiques (AVW11) qui aura lieu à l’Université Laval.