Les recherches d’Olivier Christin ont porté initialement sur les enjeux religieux, politiques et culturels des affrontements confessionnels aux XVIe-XVIIe siècles. Dans cette perspective, il a travaillé sur des objets issus aussi bien du royaume de France et de la Confédération suisse que du Saint-Empire romain germanique. Depuis quelques années, il s’intéresse aussi à l’histoire des républicanismes, aux doctrines républicaines et aux pratiques politiques qu’elles inspirent.

Accordant une place importante aux images comme source et objet d’histoire, Olivier Christin a étudié les manifestations de l’iconoclasme protestant, puis l’iconographie luthérienne des Dix Commandements  et enfin les topographies sacrées de l’époque moderne, en donnant avec Fabrice Fluckiger et Nicolas Balzamo la première édition scientifique annotée de l’Atlas Marianus du père jésuite Wilhelm Gumppenberg.

Proche de Pierre Bourdieu, avec qui il a travaillé de nombreuses années, Olivier Christin anime aussi un réseau de recherche consacré à l’historicisation réflexive des concepts historiques, attentive aux enjeux propres à la circulation des mots entre les disciplines et les traditions linguistiques. Les premiers résultats ont fait l’objet d’un Dictionnaire des concepts nomades en sciences humaines.

En 2016, il a fondé le Centre européen des études républicaines (CEDRE), rattaché à l’université Paris sciences et lettres. Ce centre de recherche a pour vocation d’étudier « les théories de la République, l’histoire des idées et des doctrines républicaines, les pratiques politiques spécifiques à l’œuvre dans les systèmes républicains, l’histoire des expériences politiques républicaines » dans une approche résolument interdisciplinaire et transnationale.