Hans forskning har blant annet vært rettet mot klima og oseanografi i nordlige havområder, herunder havstrømmer, global oppvarming og fiskeri, og han mottok Nordisk råds natur- og miljøpris i 2006. Hansen fikk i 2001 M.A. Jacobsens Heiðursløn i kategorien faglitteratur for sin bok (Havet).