I 1997 ble Hustad ansatt som professor ved NTNU Institutt for energi og vannkraft, der han også var instituttleder i tre år. Etter et år som gjesteprofessor ved Stanford University i California (2003–2004), ble han i 2004 nestleder og senere instituttleder ved Institutt for energi og prosessteknikk ved NTNU. Parallelt med stillingen som instituttleder, var han leder for Senter for Fornybar Energi ved NTNU-SINTEF-IFE.