Han blev ledamot av Ingenjörsvetenskapsakademien 1942, av Vetenskapsakademien 1944, av Lantbruksakademien 1945, av Vetenskapssocieteten i Uppsala 1951 samt av Vetenskapssamhället i Uppsala 1956. Nilsson gjorde viktiga undersökningar över kolhydratomsättningen, speciellt jästcellen, och över problem inom olika områden av mikrobiologin.