ฮินตันเป็นผู้ศึกษาการใช้โครงข่ายประสาทเทียมในการเรียนรู้ ความจำ การรับรู้ และการประมวลผลสัญลักษณ์ มีผลงานการตีพิมพ์ในสาขามากกว่า 200 ฉลับ เป็นหนึ่งในผู้ที่เสนออัลกอริทึมการแพร่กระจายย้อนกลับและการสอนโครงข่ายประสาทเทียมแบบหลายชั้น ที่กลายมาเป็นอัลกอริทึมที่ถูกใช้งานมากในปัจจุบัน นอกจากนี้ยังเป็นผู้คิดค้นเครื่องจักรโบลทซ์มันน์ร่วมกับเทอร์รี เซชนอฟสกี้ ปัจจุบันเน้นการทำวิจัยเกี่ยวกับการใช้โครงข่ายประสาทเทียมกับการเรียนรู้แบบไม่มีผู้สอนเมื่อมีข้อมูลขาเข้าจำนวนมาก