בשנים 1972–1974 עבד ניצן שנתיים במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס כעמית מחקר. שנה לאחר מכן שהה באוניברסיטת נורת'ווסטרן, ובסיומה חזר לישראל והצטרף לסגל המחלקה לכימיה באוניברסיטת תל אביב. בשנת 1981 הוענקה לו דרגת פרופסור מן המניין. בין השנים 1983–1986 שימש ראש בית הספר לכימיה, בו פיתח מסלולים משולבים ללימוד כימיה לצד מקצועות נוספים, ובין השנים 1995–1998 היה דקאן הפקולטה למדעים מדויקים. במסגרת תפקידיו האקדמיים היה ראש ועדת ההוראה של הפקולטה, חבר בוועדת המינויים של האוניברסיטה, ונציג סנאט האוניברסיטה בוועדה המרכזת ובחבר הנאמנים. כן הוא היה חבר ועדת מקצוע הכימיה של משרד החינוך. בשנים 2003–2015 ניהל את המכון ללימודים מתקדמים באוניברסיטת תל אביב. מלבד היותו פרופסור וחוקר אורח באוניברסיטאות ברחבי העולם, ניצן היה חבר במערכות כתבי העת "Journal of Physical Chemistry", "Journal Journal of Chemical Physics", "Computational and Theoretical Nanoscience" ו-"Physical Reviews Letters".
תחומי מחקרו נוגעים לתאוריה של הדינמיקה הכימית, החוקרת תגובות כימיות בתהליכים כימיים ופיזיקליים. בשנים 1970–1980 התמקדה עשייתו בתהליכי מעבר אנרגיה במערכות מולקולריות, ובמהלך שהותו במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס ערך ניצן מחקר משותף עם ג'ון רוס ובו ניבאו את קיומן של תגובות כימיות מחזוריות במערכות פוטוכימיות רחוקות משיווי משקל. בעבודתו בשנות השמונים היה בין מניחי היסודות לתחום העוסק כיום בפלסמונים מולקולריים. שורת מחקרים שערך בין השנים 1975–1995 הביאה לפיתוח תאוריות שונות בנוגע לתהליכים כימיים במולקולות מורכבות ופיתוח מודלים לתיאור הולכה חשמלית בהם. עד 2019 פורסמו על ידו למעלה מ-350 מאמרים, ועבודותיו הוצגו בעשרות כנסים בינלאומיים.
מאז יצא לגמלאות באוניברסיטת תל אביב, ניצן הוא חבר סגל באוניברסיטת פנסילבניה. שם הוא ממשיך לעסוק בדינמיקה כימית וכן בנושאים נוספים, כגון מנועי חום ותורת המדידה.
הוא דורג בידי האתר Science Watch כאחד ממאה הכימאים המשפיעים בעולם בשנים 2000–2010.[1]מנחם ניצן, אחיו של אברהם ניצן, היה ראש מחלקת ילדים בשניידר.
