Сергей Киселев более 25 лет ведет научную и практическую деятельность в области нейропсихологии детского возраста. Под его руководством создана Лаборатория мозга и нейрокогнитивного развития, которая проводит научные исследования в сотрудничестве зарубежными и отечественными центрами.
Как практик является экспертом в области нейропсихологии детей дошкольного и младшего школьного возраста, проводит нейропсихологическую диагностику детей с использованием синдромного подхода. Под его руководством разработана компьютерная версия комплексного нейропсихологического обследования детей дошкольного и младшего школьного возраста.
Научные интересы связаны с исследованием типичного и отклоняющегося развития детей дошкольного и младшего школьного возраста с использованием нейропсихологического и психофизиологического подхода.
Киселев С.Ю. проходил стажировки в Южно-Иллинойском университете (США, 2004-2005), в Оксфордском университете (Великобритания, 2009), в Калифорнийском университете (Сан-Диего, 2014), в МГУ (1999). Проходил обучение в летней школе Международного общества исследования мозга (Хорватия, 2003), в институте Макса Планка (Германия, 2005), в институте повышения квалификации Международного нейропсихологического общества (Греция, 2006).
Научная деятельность неоднократно поддерживалась российскими и международными научными фондами – грантом Международного Общества Исследования Мозга (2004), грантами РФФИ (в 2001, 2003, 2009, 2014), грантами РГНФ (2006, 2012), грантами Министерства образования (1995, 2002), грантом Президента Российской Федерации (2003), грантом на проведение исследования Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» (2011).
Результаты исследований опубликованы в ведущих научных журналах («Journalof Experimental ChildPsychology», «EuropeanJournal of Pediatric Neurology», «Journalof Cognitive Neuroscience», «International Journal of Psychophysiology», «The Open Behavioral ScienceJournal», «Журнал высшей нервной деятельности», «Вопросы психологии», «Культурно-историческая психология») а также представлены на российских и международных конференциях, в том числе в Стокгольме, Оттаве, Берлине, Милане, Генте, Сент-Луисе, Нью-Йорке, Цюрихе, Хельсинки, Вене и др.
Имеет более 100 публикаций (более 60 в журналах, входящих в базу WoS), в том числе 2 учебных пособия.
Более 15 лет проводит обучающий семинар для практикующих детских психологов, логопедов, дефектологов и неврологов «Нейропсихологическая диагностика и коррекция детей».
Сергей Киселев вляется членом Экспертного совета при Уполномоченном при Президенте РФ по правам ребёнка.