Niels Geijsen promoveerde aan de Universiteit Utrecht in 2000 met zijn onderzoek naar cytokine signalering in het hematopoïese systeem. Zijn postdoctorale opleiding volgde hij aan het MIT en het Whitehead Institute for Biomedical Research in de Verenigde Staten, waar hij pionierde met een methode voor het in vitro genereren van bacteriecellen uit embryonale stamcellen.
Om menselijke ontwikkeling en oncogenetische transformatie in kaart te brengen, richt hij zich in zijn onderzoek op het begrijpen van de biologie van pluripotente stamcellen en het ontwikkelen van nieuwe op stamcellen gebaseerde methodes.