Een belangrijk deel van het onderzoek van Antoine van Kampen richt zich op ‘systeem genomics’ en ‘systeemgeneeskunde’ waarbij de bioinformatica-analyse en interpretatie van grote en complexe meetgegevens afkomstig van experimentele technologieën zoals next generation sequencing een belangrijke rol spelen.

Als hoogleraar gaat hij zich ook richten op het mathematisch modelleren van immunologische processen om meer inzicht te krijgen in de rol van deze processen in (auto-)immuunziekten.

Naast het onderzoek coördineert en geeft Van Kampen onderwijs op het gebied van bioinformatica/systeembiologie/omics bij onder meer de AMC Graduate School, Biomedische wetenschappen (UvA), Computational sciences (UvA), en Bioinformatics en Systems Biology (VU).

Van Kampen was van 2007-2017 bijzonder hoogleraar Medische Bioinformatica aan de Faculteit der Natuurwetenschappen, Wiskunde & Informatica van de UvA. Sinds 2006 is hij universitair hoofddocent bij het Academisch Medisch Centrum (AMC) en groepsleider van het Bioinformatica Laboratorium van het AMC, dat hij in 1997 initieerde. Van 2006 tot 2010 was hij tevens wetenschappelijk directeur van het Netherlands Bioinformatics Centre (NBIC).