Csikász‑Nagy Attila kutatásai főként a számításos rendszerbiológiára és a biológiai hálózatok matematikai modellezésére épülnek, eredményei a sejtciklus, a sejt–sejt kommunikáció, valamint a komplex molekuláris hálózatok szerveződésének és működésének vizsgálatára fókuszálnak. Az elmúlt öt évben erőteljesen előtérbe került nála a sejt‑ és populációszintű modellek fejlesztése, többek között az élesztőkolóniák kölcsönhatásainak, heterogenitásának és adaptív viselkedésének vizsgálata, amelyben laboratóriumi kísérletekkel és számítógépes modellezéssel egyaránt dolgozik.

Ezen felül gyógyszerhatások és mellékhatások előrejelzésével is foglalkozik, amelyeket biológiai hálózatok alapján történő szimulációk segítségével végez. Ezen kívül járványterjedési modellek építésével és a járványtani folyamatok hálózatszintű leírásával is foglalkozik, konzisztensen ötvözve a matematikai modellezést, a számítógépes szimulációt és a laboratóriumi kísérleti adatokkal történő validációt.