Kanoulas richt zich in onderzoek op information retrieval, web search, text mining en het begrijpen van natuurlijke taal in teksten. Als hoogleraar aan de economiefaculteit gaat Kanoulas tevens onderzoek doen op het terrein van data gedreven  besluitvorming.

Sinds 2014 is Kanoulas werkzaam als universitair docent aan het Instituut voor Informatica van de UvA. Van 2010 tot 2012 werkte hij als onderzoeker bij de Natural Language Understanding Group van Google Research. Voor die tijd was hij als onderzoeksfellow met een Marie Curie-beurs verbonden was aan de afdeling Information Studies van de University of Sheffield. Ook was hij gastonderzoeker bij University College London en Microsoft Research. Kanoulas ontving verschillende subsidies en onderscheidingen, waaronder een NWO Smart Culture-beurs, een COMMIT Shallow Grant en twee Google Faculty Research Awards.