Petr Klimeš se specializuje na analýzu elektrofyziologických signálů v neurologii. Během doktorského studia absolvoval sedmiměsíční stáž v týmu Dr. Gregoryho Worrella na Mayo Clinic v Rochesteru, MN, kde se zabýval funkčním propojením epileptogenních zón u pacientů s epilepsií. V říjnu 2018 začal dvouletou postdoktorskou stáž v laboratoři Dr. Frauscher v Montreal Neurology Institute and Hospital v Kanadě, kde získal prestižní Molson Neuro-Engineering Fellowship pro vývoj pokročilých metod v oblasti předoperačního plánování v epilepsii. Od roku 2020 vede výzkumnou skupinu Výpočetní neurovědy na Ústavu přístrojové techniky Akademie věd ČR, která úzce spolupracuje s oddělením Biomedicínského inženýrství v ICRC.