Trygve Wyller har i sin forskning vært opptatt av vitenskapsteoretiske perspektiver på teologi og diakonivitenskap, særlig knyttet til spørsmålet om hva som er fagenes gjenstand. Med utgangspunkt i Luthersk tradisjon mener Wyller at både kirkelig og sekulært helse- og sosialarbeid er relevant i et teologisk perspektiv. Ut fra dette har Wyller derfor også fokusert på hva sekularitet egentlig betyr, særlig i en protestantisk sammenheng. De senere årene har Wyller vært opptatt av forholdet mellom kirkelig-sosialt arbeid og utviklingen av medborgerskap (citizenship) for utsatte grupper. Her har han også brukt innsikter fra fenomenologi og teorier om rom (space) til å tolke praktiske case.
Wyller har vært professor siden 2002, og var prodekan i perioden 2003-2006. I 2007 ble han valgt til dekan, en posisjon han har hatt siden. Som prodekan og siden dekan har Wyller ledet fakultetet gjennom flere omstillingsprosesser og viktig utviklingsarbeid, både innenfor studier og forskning.