Fizikus, egyetemi tanár, a Magyar Tudományos Akadémia rendes tagja. Kutatási területe a statisztikus fizika, a kozmológia, valamint a részecskefizika, szűkebben véve az elméleti részecskefizika, a kvantumtérelmélet és alapállapotának egyensúlyi fázisátalakulások révén bekövetkező változásai, valamint a Forró Univerzum kialakulása és a kvantumterek egyensúlytól távoli dinamikája.Patkós András vezette be az „árnyékolt perturbációszámítás” módszerét, amely a kvantumtérelméletek termodinamikai potenciáljainak hatékony kiszámítására szolgál.Több mint százhúsz tudományos publikáció szerzője vagy társszerzője. 1976 óta közöl tudományos népszerűsítő cikkeket, aktívan részt vesz a közoktatás és a felsőoktatás minőségéről szóló vitákban. A tudományos újságírók neki ítélték 2014-ben az „Év népszerűsítő tudósa” címet.