Moksliniai interesai – duomenų analizė, mašininis mokymas, dirbtinis intelektas, duomenų vizualizavimas, kalbos technologijos ir jų taikymas, mokslinės infrastruktūros.
Tomas Krilavičius aktyviai dalyvauja moksliniuose projektuose, susijusiuose su dirbtinio intelekto metodų taikymu įvairiose srityse (pvz., kreditų rizikos įvertinimas; kvėpavimo sukelto judėjimo kompensavimas radioterapijoje; vartotojų profiliavimas naudojant išmaniųjų elektros skaitiklių duomenis; parlamentarų grupavimas pagal balsavimą), kalbos technologijos (pastovių žodžių junginių identifikavimas; įstatymų projektų klasifikavimas; klientų užklausų klasifikavimas ir automatinis atsakymų rekomendavimas), mokslinės infrastruktūros (politinių duomenų archyvas (LiDA); CLARIN), etc. Tomas Krilavičius yra vedęs duomenų vizualizavimo mokymus VMI ir Finansų ministerijos darbuotojams, taikęs juos praktiškai įvairiuose projektuose, dalyvavęs kuriant rinkimų rezultatų vizualizavimo http://www.rinkimurezultatai.lt/, parlamentarų grupavimo pagal balsavimą http://seimobalsai.lt/ sprendimus.
