主要研究领域为农业生产和科技政策，价格与市场，国际贸易，资源和环境经济政策，食物安全和反贫困政策，发展经济学，农业农村发展，经济政策分析模型和预测。长期从事科技政策、资源与环境、食物消费、市场价格、农村发展和反贫困、贸易政策、政策分析方法和经济预测等研究。

在国际上率先开展对生物技术的经济影响和政策研究，其成果3次在Science和Nature刊物发表；建立了中国农业政策分析和预测决策支持系统，为制定国家农业发展战略提供了分析工具；提出市场发育和城市化影响食品消费的理论假设和实证依据，成为该领域的重要参考；实证解释了渐进性改革是转型经济的首选模式；在农业科技政策、水资源管理和制度创新、粮食经济和粮食安全、农产品国际贸易等领域也做出了显著成绩。

1992－2000年内，在以上研究领域共主持过10多个国家和部级重点课题，30多个国际合作研究项目。其中包括国家杰出青年基金项目和国家自然科学基金重点课题。

2016年，美国农业与应用经济学会（AAEA，Agricultural & Applied Economics Association） Fellow评选委员会公布了年度Fellows名单，北京大学黄季焜教授与其他四位著名农业经济学家位列其中。黄季焜教授是第一位获得AAEA Fellow 的中国人，也是仅有的三位亚洲AAEA Fellows之一（其他两位是日本学者）。这不仅是对黄季焜教授本人学术成就的认可，更是中国农业经济学领域的盛事。

所获荣誉：他曾获4项部级科技进步奖，获国务院政府特殊津贴，孙冶方经济科学奖，1997年国家杰出青年基金获得者，1998年第四届“中国青年科学家奖”提名奖，第五届“中国青年科学家”奖，第三届复旦“管理学杰出贡献奖”，农业部中青年有突出贡献专家，留学回国人员成就奖，多项省部级科学技术进步奖、国际水稻研究所杰出校友奖和菲律宾大学杰出校友奖等荣誉。入选首批国家级“新世纪百千万人才工程”。1998年国家机关优秀青年等表彰和称号。