Fredrik Kiil utviklet en kunstig nyre som ble tatt i bruk over hele verden, en oppfinnelse som ga ham et stort internasjonalt navn. Som leder av Institutt for eksprimentell forskning ved Ullevål sykehus utviklet han særlig to viktige forskningsfelter: et om nyrenes funksjon og kontroll av blodtrykket og et annet om hjertekamrenes dynamikk og kontroll av blodstrøm.