Ha iniziato la sua attività di ricerca nel settore della biochimica genetica nel 1980. Ha pubblicato oltre 400 articoli sulle più importanti riviste internazionali e congressi del settore. È coautore dei libri “Genetica” (UTET, 1996), “Genetica Medica Essenziale” (Phoenix Editore, 1977; CIC 2012), “Genetica Medica Pratica” (Aracne, 2003). Detiene 4 brevetti internazionali. Si è occupato prevalentemente di tematiche di Genetica biochimica, Genetica umana, Genetica medica e Genetica molecolare. Nell’ambito di queste tematiche, ha contribuito alla identificazione di numerosi geni responsabili di malattie genetiche nell’uomo e scoperto la causa della malattia di Laron, della displasia mandibulo acrale e quindi dell’invecchiamento precoce su base genetica, di alcune forme di psoriasi ed ha identificato una nuova proteina importante nella protezione dell’infarto del miocardio (loxina). Altre ricerche principali del prof. Novelli hanno riguardato la messa a punto di metodi innovativi per la terapia genica e la scoperta dei geni associati alla psoriasi. Gli studi attuali sono rivolti alla cura delle malattie ereditarie, allo sviluppo di nuovi farmaci, alla farmacogenetica e alla ricerca di metodi innovativi per il doping genetico. Giuseppe Novelli ha istituito il Centro di Eccellenza per lo Studio delle malattie genomiche e complesse e multifattoriali presso l’Università di Roma Tor Vergata,finanziato dal MIUR nel 2001. Ha coordinato numerosi progetti di ricerca finanziati dal MIUR, CNR, Ministero della Salute, Telethon.
Le pubblicazioni di Giuseppe Novelli hanno ricevuto oltre 20.000 citazioni. Il suo indice “h” di Hirsch è di 53, e il suo nome è fra TIS (Top Italian Scientists,via_academy.org). Attualmente è Rettore dell’Università di Tor Vergata.