Miguel Domínguez Vázquez ha publicado 17 artículos de investigación en revistas científicas internacionales como "Advances in Mathematics" o "Transactions of the American Mathematical Society". Ha presentado sus trabajos en medio centenar de conferencias, seminarios y minicursos, tanto en universidades como en centros de investigación de países como Estados Unidos, Alemania, Brasil, Argentina o Japón. Además, el ourensano codirigió una tesis de doctorado y dos de máster, así como dos proyectos de iniciación a la investigación. Actualmente está codirigiendo otras tres tesis. Domínguez ha impartido docencia en niveles de grado y de doctorado.
Su investigación se centra en el estudio de la simetría desde un punto de vista matemático y, más concretamente, de la geometría de Riemann, un área que subyace a la teoría de la relatividad general. Ha investigado objetos geométricos abstractos denominados subvariedades isoparamétricas, que son generalizaciones multidimensionales de figuras geométricas como las líneas rectas, circunferencias, esferas o cilindros, con propiedad de curvarse de la misma manera en todo punto. Una de las aportaciones de Miguel Domínguez a esta área es mostrar que, a pesar de la homogeneidad de curvatura, estos objetos, a veces, non son tan simétricos como se podría esperar.
