Vermeulen doet onderzoek naar publiek en privaat milieubeleid in wereldwijde productieketens, zowel in Europa als in aanvoerlanden. In zijn ogen zou een duurzame en circulaire aanpak aantrekkelijker moeten zijn dan het nu is. Daarom bestudeert hij welke financiële en beleidsmatige prikkels kunnen helpen om producenten te stimuleren hun grondstoffen efficiënter te gebruiken. Recent startte hij in samenwerking met de Nederlandse overheid een pilot over toepassing van de Oiconomy Prijs Methode. Deze methode neemt de waarde van de hele productieketen mee in de prijsberekening van het eindproduct, dus ook kosten voor o.a. milieuschade en mensenrechtenschendingen.

Naast zijn wetenschappelijk werk is Vermeulen lid van de ad hoc Commissie Duurzaamheid van de Gezondheidsraad en van de Duurzaamheidsraad van de Utrechtse Heuvelrug. In 2014- 2020 was hij President van de International Sustainable Development Research Society.