Tourtchine fait des recherches dans les domaines de l'écologie des populations, de l'évolution culturelle et de la dynamique historique. Il est l'un des fondateurs de la cliodynamique, la discipline scientifique à l'intersection de la macrosociologie historique, de la cliométrie et de la modélisation mathématique des processus sociaux. Tourtchine développe une théorie originale expliquant comment les grands empires historiques évoluent par le mécanisme de la sélection de groupe[3]. Ses recherches sur les cycles séculaires[4] contribuent à la compréhension de l'effondrement de sociétés complexes, tout comme sa réinterprétation de la notion d'asabiyya d'Ibn Khaldoun comme « solidarité collective »[5].
L'un des domaines de recherche les plus importants de Tourtchine est son étude de l'hypothèse selon laquelle la pression démographique provoque une augmentation des guerres[4],[6].
En 2010, Tourtchine publie une recherche combinant 40 indicateurs sociaux prédisant des troubles sociaux mondiaux au cours des années 2020[7],[8]. Il développe ainsi, notamment, le concept de surproduction d'élites.
P. Tourtchine, Quantitative Analysis of Movement: Measuring and Modeling Population Redistribution in Animals and Plants, Sinauer Associates Inc, (ISBN978-0878938476)
P. Tourtchine, Complex Population Dynamics: a Theoretical/Empirical Synthesis, Princeton University Press, (ISBN978-0691090214)
P. Tourtchine, Historical Dynamics: Why States Rise and Fall, Princeton University Press, (ISBN978-0691116693)
P. Tourtchine, War and Peace and War: The Rise and Fall of Empires, Plume, (ISBN978-0452288195)
P. Tourtchine et S. Nefedov, Secular Cycles, Princeton University Press, (ISBN978-0691136967)
P. Tourtchine, Ultrasociety: How 10,000 Years of War Made Humans the Greatest Cooperators on Earth, Beresta Books, (ISBN978-0996139519)
Piotr Tourtchine, Ages of Discord; A Structural-demographic Analysis of American History, Beresta Books, (ISBN978-0996139540, lire en ligne)
(en) Piotr Tourtchine et Daniel Hoyer, Figuring Out the Past; The 3,495 Vital Statistics that Explain World History, Profile Books, (ISBN9781541762688, lire en ligne)
Peter Turchin, End Times: Elites, Counter-Elites and the Path of Political Disintegration, Allen Lane, (ISBN978-0241553480)
Traduction en français
Peter Turchin, Le Chaos qui vient : Élites, contre-élites, et la voie de la désintégration politique [« End Times: Elites, Counter-Elites and the Path of Political Disintegration »], Cherche Midi, (ISBN978-2749179681)