З початку своєї трудової діяльності в Національній академії наук України і до цього часу М.М. Кулик проводить дослідження в галузі загальної енергетики. Ним отримано важливі теоретичні та прикладні результати в дослідженнях паливно-енергетичного комплексу України у міжгалузевій постановці, а також при розв’язанні задач оптимізації розвитку електроенергетичної системи країни, систем тепло- та газопостачання, нафтогазової і вугільної промисловості. Під його керівництвом вперше в Україні було розроблено математичні засоби та моделюючі комплекси, що дозволяють розв’язувати загальні проблеми розвитку енергетики країни, якими є довгострокове прогнозування потреби в паливно-енергетичних ресурсах з урахуванням енергозбереження, невизначеності умов розвитку економіки та міжгалузевих зсувів, розроблення оптимальних паливно-енергетичних балансів на далеку перспективу, розроблення напрямів раціонального розвитку паливно-енергетичного комплексу країни та його галузевих систем, розроблення заходів щодо модернізації існуючих і будівництва нових енергетичних об’єктів з урахуванням раціонального природокористування та енергетичної безпеки. Зазначені розробки постійно використовуються при проведенні досліджень пріоритетних напрямів розвитку енергетики країни, на їх основі на замовлення центральних органів виконавчої влади виконано серію розробок загальноенергетичного змісту, які були передані до відповідних міністерств та Уряду України. Теоретичні дослідження М.М. Кулика стали науковою базою створення Енергетичної стратегії України на період до 2030 р, за якою Інститут загальної енергетики НАН України виконав функції головного розробника. Цей фундаментальний проект був схвалений Урядом у 2006 р.

Починаючи з 2008 р. і до цього часу Кулик М.М. працює над створенням основ теорії адаптивних систем автоматичного регулювання частоти і потужності в об’єднаних енергосистемах, синтезованих на базі пасивних регуляторів та великих накопичувачів енергії, швидкодія яких майже втричі перевищує швидкодію традиційних систем. Зазначені результати є основою для створення в Україні сучасної, гнучкої, високоефективної, інноваційної системи автоматичного регулювання частоти і потужності. У цей же період під його керівництвом розроблено принципи організації функціонування енергетичних мегасистем, утворених об’єднанням електроенергетичних систем та систем централізованого теплопостачання з метою значного покращення керованості і підвищення стійкості електроенергетичних систем, а також значного підвищення економічності та надійності систем теплопостачання. Отримані результати надають можливість для подальшого розвитку та завершення досліджень з побудови принципово нових, високоефективних систем автоматизованого диспетчерського управління електроенергетичними системами.

Останні п’ять років наукової діяльності М.М. Кулика відзначені визначними теоретичними досягненнями світового рівня. Ним були уточнені і розвинуті центральні моделі міжгалузевого балансу (моделі input-output, Леонтьєва), що надало змогу значно розширити можливості прогнозування економічних та енергетичних процесів загальнодержавних і планетарних рівнів на середню та віддалену перспективи. М.М. Кулик розробив також унікальні комплексні моделі прогнозування попиту на енергоресурси, які, порівняно з відомими в світі, значно переважають в точності прогнозування на глибоку перспективу.

Під керівництвом М.М. Кулика співробітники Інституту, відповідно до реалізації угоди про співробітництво між НАН України та Міжнародним інститутом прикладного системного аналізу (IIASA, Австрія), починаючи з 2000-го року на регулярній основі виконують наукові дослідження в межах міжнародних енергетичних проектів. Результати наукових досліджень М.М. Кулика висвітлені у біля 250 наукових працях, серед яких 13 монографій. Під його керівництвом підготовлено більше 25 кандидатів наук, багато часу він віддає роботі з науковою молоддю.

Наукові досягнення М.М. Кулика відзначено державними преміями та нагородами: він є лауреатом Державної премії України в галузі науки і техніки, премії імені В.М. Хрущова та премії імені С.О. Лебедєва Національної академії наук України, нагороджений почесною грамотою Верховної Ради України