Fulvio Stel si occupa di fisica dell'atmosfera, con particolare riferimento agli aspetti termodinamici e dinamici connessi con la convezione atmosferica profonda. Nello specifico, i campi in cui svolge o ha svolto ricerche sono: innesco ed evoluzione dei temporali; formazione delle precipitazioni (grandine e pioggia); evoluzione del campo elettrico terrestre in condizioni di bel tempo e in presenza di precipitazioni e/o attività convettiva; distribuzione e climatologia dei fulmini; distribuzione e climatologia dei tornado; interazioni tra flussi atmosferici e orografia. Si occupa anche di simulazioni numeriche, dell'emissione delle previsioni meteo e della loro verifica.