Aquest article o secció necessita l'atenció d'un expert en la matèria. Si us plau, ajudeu a trobar-ne un o milloreu aquesta pàgina vosaltres mateixos si podeu. (Vegeu la discussió).
És especialment conegut pels descobriments teòrics de les fases topològiques de la matèria i les transicions de fases topològiques que feu amb David J. Thouless (1973. La transició de Kosterlitz–Thouless té propietats inusuals, per exemple, no és una transició de fase de segon ordre. Es produeix en un model d'espín de dues dimensions, el model XY, que es pot considerar com una transició de fase en què es descompon en parells d'excitacions de vòrtex (aquests vòrtex o remolins són excitacions topològicament estables en el model XY).
Física estadística
A més Kosterlitz ha investigat nombrosos fenòmens en física estadística, per exemple, els processos de creixement en les superfícies de estructura cristal·lina de cristall d'espín i localització d'electrons. En física, el principi de localització, també conegut com el principi de la divisibilitat, és un principi on els objectes distants poden tenir una influència directa un sobre l'altre i, en canvi, un objecte pot no ser influenciat pel seu entorn immediat. Aquest principi, derivat de la relativitat especial que ja fou declarat per Albert Einstein, és aplicat.
