Tartu Ülikooli Ökoloogia ja Maateaduste Instituudi botaanika osakonna mükoloogia õppetooli juhataja, professor. Tartu Ülikooli Loodusmuuseumi direktor.

Teaduslikud huvid:
- Kandseente molekulaarne fülogenees ja süstemaatika.
- Seente ja taimejuurte vahelise sümbioosi (mükoriisa) uurimine, seente molekulaarne määramine taimejuurtest ja selleks vajalike markerite leidmine.
- DNA triipkood ja elurikkuse informaatika
- Ehitusmükoloogia. Inimese elu- ja töökeskkonda asustavad seened.

Akadeemilised ametid:

• Eesti Mükoloogia Seltsi esimees (1994-1999).
• Ajakirja Folia Cryptogamica Estonica peatoimetaja (alates 1996).
• Eesti Looduseuurijate Seltsi presiidiumi liige (alates 1997).
• Briti Mükoloogia Ühingu liige (alates 1995)
• Tartu Ülikooli Loodusmuuseumi direktor (alates 2005).

Urmas Kõljalg on käinud ka mitmetel teaduslikel ekspeditsioonidel Kaug-Idas, Uuralis, Kaukaasias, Tansaanias, Tais, Lääne-Austraalias, Costa Rical, Tasmaanias ja Ida-Austraalias ning Prantsusmaal.
Urmas Kõljalale on määratud 1997. aastal Eesti Vabariigi teaduspreemia 1996. aasta parima teadustöö eest geo- ja bioteaduste valdkonnas.

Tunnustatud teadur on avaldanud mitmeid teadusalaseid publikatsioone.