Thune har publisert en rekke artikler og bøker innenfor fagdisiplinen internasjonal politikk. Han har spesielt jobbet med stormaktspolitikk, norsk utenrikspolitikk og internasjonal politikk i Midtøsten. Siden 2004 har Thune også forsket på hvilken betydning nyhetsmedia og massekommunikasjon har for hvordan stater handler i internasjonal politikk. Henrik Thune har vært direktør ved NOREF Senter for internasjonal konfliktløsning.