M. Muñoz-Arias is een onderzoeker die zich richt op het ontwikkelen en toepassen van port-Hamiltonian controle theorie, vooral in lucht- en ruimtevaartsystemen, hernieuwbare energie, robotica en duurzame technologieën. Zijn werk beslaat verschillende gebieden, waaronder het sturen van satellieten, het ontwerp van CubeSats voor aardobservatie, energieoptimalisatie voor golfenergieconverters en controlestrategieën voor zonne-energie- en pomp-hydro-opslagsystemen. Daarnaast heeft Muñoz-Arias belangrijke bijdragen geleverd aan modellering en controle in mechanische systemen, zoals flexibele manipulators en robotarmen, met een bijzondere focus op energie-gebaseerde benaderingen. Zijn interdisciplinair onderzoek omvat ook visuele servo-controle en de dynamiek van samengestelde ogen in biologische systemen.