In seinem Forschungsgebiet beschäftigt sich Christian Hesse mit dem Zufall und den Wahrscheinlichkeiten beziehungsweise allen Vorgängen, bei denen der Zufall, das Chaos oder Unwägbarkeiten hineinspielen. Das Themenfeld reicht von Aktienkursentwicklung über Wettervorhersage bis hin zu Lotto und Prognosen. Darüber hinaus forscht er zum Thema Datenanalyse.

Der begeisterte Mathematiker ist außerdem als Bestsellerautor (u.a. Warum Mathematik glücklich macht) erfolgreich, mit Übersetzungen seiner Bücher bis hin ins Koreanische und Chinesische, und initiierte seinen eigenen Blog „Math up your life“ bei ZEIT ONLINE, dessen beste Stücke auch als gleichnamiges Buch vorliegen.