Nghiên cứu của Giáo sư Appelle tập trung vào nhận thức trực quan và xúc giác, và đặc biệt là hướng đối tượng. Ông đưa ra khái niệm về hiệu ứng xiên, một cấu trúc thường được trình bày trong sách giáo khoa về nhận thức và được trích dẫn rộng rãi trong các tài liệu nghiên cứu. Ông là tác giả của hơn 40 bài báo và chương sách, hơn 80 mục trong tài liệu tham khảo Engineering Data Compendium: Human Perception and Performance, và đã trình bày các bài báo khoa học tại hơn 20 cuộc họp chuyên môn.