Zu Prof. den Hollanders Arbeitsgebieten gehören die Theorie stochastischer Prozesse und ihre Anwendungen in der Physik, der Biologie und der Informatik. Insbesondere beschäftigt er sich unter anderem mit der Theorie großer Abweichungen, Prozessen im zufälligen Medium und metastabilem Verhalten. Aktuell forscht Prof. Dr. den Hollander als Gast am Lehrstuhl für Mathematische Stochastik der FAU.