Er hat über 200 internationale Veröffentlichungen mitverfasst, die in der wissenschaftlichen Literatur mehr als 12.000 Mal zitiert wurden. Die Hauptforschungsinteressen von Professor Chittaro liegen in den Auswirkungen der Technologie auf den Menschen und im disziplinierten Design digitaler Technologien für die menschliche Nutzung. Er konzentriert sich besonders auf Systeme zur Ausbildung von Menschen im Umgang mit riskanten und stressigen Situationen sowie zur Förderung positiver Einstellungen und Verhaltensänderungen bei Nutzern, insbesondere in den Bereichen Gesundheit und Sicherheit.
Seit 2020 ist er in der von der Stanford University erstellten Rangliste der weltweit besten 2 % Wissenschaftler gelistet und hat Projekte geleitet, die von Institutionen wie der US-FAA und der EU finanziert wurden.