Le attività di ricerca di Antonio Emolo riguardano principalmente la modellazione di processi simogenetici (analisi e inversione non lineare di dati sismici per la determinazione della cinematica dei processi di frattura; simulazione numerica della radiazione sismica generata da una faglia estesa per la predizione dello scuotimento atteso durante i forti terremoti), gli aspetti probabilistici dell'hazard sismico e la strumentazione sismica.