Som forsker har Bjørkli vært fremtredende i utviklingen av fagfeltet Human Factors i Norge. Han har publisert en lang rekke internasjonale artikler, først og fremst innen Menneske-Teknologisamspill i transportsektoren. I de senere år har Bjørkli lagt ned en betydelig innsats i utviklingen av organisasjonspsykologi som fagfelt. Med utgangspunkt i den norske arbeidslivsmodellen har han utviklet metoder og modeller for organisasjonsutvikling i norsk arbeidsliv, blant annet innen temaene medarbeiderskap, teamarbeid, sikkerhetskultur, ledelse med mer.