Worrell doet onderzoek naar de efficiëntie van ons huidige en toekomstige energie- en materiaalverbruik bij het Copernicus Instituut voor Duurzame Ontwikkeling aan de Universiteit Utrecht. Hij kijkt daarbij kritisch naar de menselijke omgang met materialen en afval en onderzoekt de transitie naar een circulaire economie. Hij bestudeert de mogelijkheden om door veranderingen in energie- en materialengebruik bij te dragen aan de “decarbonisatie” en het verlagen van de milieu-impact van de industrie. Hij doet dit in het binnen-en buitenland (Europa, Verenigde Staten, China) voor overheden, bedrijven en NGO’s. 

Worrell heeft meegeschreven aan een aantal rapporten van de Intergovernmental Panel on Climate Change, inclusief het vierde evaluatierapport in 2007, het jaar waarin het IPCC de Nobelprijs voor de Vrede won. Hij was (coördinerend) hoofdauteur van hoofdstukken over industrie in deze rapporten.

Voor zijn aanstelling als hoogleraar bij de Universiteit Utrecht werkte hij bij Ecofys, een adviesgroep voor energie- en klimaatstrategie, en werkte hij bijna acht jaar in de Verenigde Staten bij Lawrence Berkeley National Laboratory (Californië) en Princeton University.