Hans forskning drejer sig især om nye og bedre metoder til at diagnosticere, overvåge og forudsige sygdomsforløv ved inflammatoriske ledlidelser, særligt ledde-, psoriasis- og hvirvelsøjlegigt.
Mikkel Østergaard vil blandt undersøge metoder som MRI-scanning, ultralydsundersøgelser, CT-scanning samt forskellige stoffer (bio-markører) for sygdomsaktivitet, samt brusk og knogleskade, som kan måle i blod og urin.
Endelig forsker han i at optimere behandlingsstategierne ved de nævnte sygdomme.