Thibault Leroy est chercheur en sciences de l'évolution travaillant principalement sur des thèmes de recherche associés à la création (spéciation) et au maintien (conservation) de la biodiversité, en particulier sous le prisme de la diversité génétique, et ayant travaillé sur une large diversité d'espèces animales et végétales, domestiquées ou naturelles. Ses activités principales sur sur l'évolution des abeilles mellifères.