Appellöf behandlade i sina arbeten marina djur, främst bläckfiskar, havsanemoner och kräftdjur, och han gjorde betydande insatser inom dessa djurgruppers systematik och morfologi. Han införde marina fältkurser som en normal del av universitetsutbildningen och grundade därför den marinbiologiska stationen Klubban vid Gullmaren i Bohuslän.