Kibble trabalhou a quebra de simetria (exemplo simples - uma bola no topo de uma colina pode rolar para baixo em qualquer direção), transições de fase (exemplo simples - a água se transforma em gelo à medida que congela) e defeitos topológicos (grosso modo - pontos, linhas ou superfícies no espaço onde há um salto).
Ele é mais conhecido por sua co-descoberta do mecanismo Higgs (explicando como algumas, mas não todas as partículas elementares, têm massa) e previsão do bóson Higgs (uma partícula maciça central ao mecanismo Higgs) com Gerald Guralnik e C. R. Hagen (GHK). Como parte da celebração do 50º aniversário das Cartas de Revisão Física, a revista reconheceu esta descoberta como um dos trabalhos marcantes na história da PRL. Por esta descoberta, o Prof. Kibble recebeu o Prêmio J. J. Sakurai de Física de Partículas Teóricas 2010 da American Physical Society. Embora amplamente considerado como autor do mais completo dos primeiros trabalhos sobre a teoria de Higgs, GHK não foi incluído no Prêmio Nobel de Física de 2013. Em 2014, o Prêmio Nobel Peter Higgs expressou desapontamento pelo fato de Kibble não ter sido escolhido para compartilhar o Prêmio Nobel com François Englert e consigo mesmo.
Kibble foi pioneiro no estudo da formação de defeitos topológicos nos primeiros tempos da existência do universo. Um modelo influente de formação de defeitos através de um certo tipo de transição de fase é conhecido como o mecanismo Kibble-Zurek. Seu trabalho sobre cordas cósmicas (defeitos de linha de espaço em escala cósmica) introduziu a idéia na cosmologia moderna.
Ele foi um dos dois co-presidentes de um programa de pesquisa financiado pela Fundação Européia de Ciências (ESF) sobre Cosmologia no Laboratório (COSLAB) que funcionou de 2001 a 2005. Ele foi anteriormente coordenador de uma Rede ESF sobre Defeitos Topológicos em Física de Partículas, Matéria Condensada e Cosmologia (TOPDEF). Estes programas estudaram as analogias entre defeitos topológicos no universo inicial e defeitos estruturais similares em líquidos e sólidos, que podem ser estudados em laboratório. (Para um exemplo simples de uma rede de defeitos topológicos de laboratório, considere as fronteiras entre os muitos pequenos cristais desalinhados em um metal).
Em 1966, Kibble publicou um livro didático, Mecânica Clássica, que ainda está no prelo (a partir de 2016), agora em sua 5ª edição e em co-autoria com Frank Berkshire.
