Mon programme de recherche est centré sur trois thèmes: (1) l’écologie spatiale (2) les causes et les conséquences de la biodiversité dans les écosystèmes aquatiques et (3) l’écologie d’invasion. Globalement, ces thèmes sont liés par mon intérêt pour l’écologie communautaire, particulièrement dans les communautés de planctons. Dans mes recherches, j’utilise une variété d’approches essentiellement basées sur le terrain, pour des études à grande échelle de lacs entiers à des études à plus petite échelle de mésocosmes et de la modélisation. Je cherche à lier mon intérêt de la théorie écologique fondamentale de comment la dynamique de populations structure les communautés aquatiques avec les enjeux qui affectent les écosystèmes d’espèces exotiques, le changement climatique globale et la qualité de l’eau.

Les recherches dans le laboratoire examinent spécifiquement comment la structure du paysage forestier affecte la dynamique des populations, la connectivité du paysage, le flux de gènes, et les interactions entre les perturbations telles que les feux de forêt, les épidémies d'insectes, et l'aménagement de la forêt. En utilisant les approches empirique, la simulation et les analyses statistiques, nous visons à améliorer notre compréhension des liens entre les patrons et les processus écologiques pour mieux prévoir les conséquences à long terme de l'utilisation des terres et le changement climatique des écosystèmes et améliorer les stratégies de gestion des forêts.

Pierre Legendre étudie les processus qui déterminent la composition des communautés d'organismes vivants. Il a grandement contribué à l’essor de l’« écologie numérique ». Faisant autorité dans ce domaine, il collabore avec des chercheurs de partout dans le monde.