Arne Müntzings forskning gällde framför allt kromosomstudier och artbildning samt framställning av nya sädesslag, bland annat rågvete. Hans avhandling (1930) om växtsläktet Galeopsis väckte stor internationell uppmärksamhet genom att han där visade att det går att på konstgjord väg återskapa en art som redan finns i naturen genom att