Основные исследовательские интересы Питера Виллеттса связаны с развитием межправительственных организаций, в частности Движением неприсоединения, о котором он написал две книги. С 1979 года Виллеттс регулярно готовит материалы для Ежегодного справочника мировых событий и является одним из ведущих специалистов в теме о роли неправительственных организаций в международной дипломатии. Опубликовал две книги по этой теме: «Группы влияния в глобальной системе» и «Мировое общественное сознание: Влияние неправительственных организаций в системе ООН». Он возглавляет исследовательскую группу трансправительственных отношений, которая выпустила четыре книги, о выработке глобальной стратегии сохранения лесов, использования пестицидов, незаконном обороте наркотиков и транснациональных инвестиционно-банковских программах. Группа разрабатывает плюралистическую, многослойную, тематическую теорию, способную послужить альтернативой традиционной государственно-централизованной, основанной на власти теории международных отношений.
Питер Виллеттс читает лекции по предметам: Введение в глобальную политику; ООН в глобальной политике; Международные организации в глобальной политике; Неправительственные и правозащитные организации; Система ООН; Теория глобальной политики.