Zijn onderzoek richt zich op de interacties tussen filosofie en de wetenschap, in het bijzonder binnen de geneeskunde in de klassieke oudheid, Galenus van Pergamum en zijn invloed, het Stoïcisme en theorieën van de emotie en de wijze waarop filosofie in de Grieks-Romeinse wereld werd overgeleverd en onderwezen

Tieleman studeerde klassieke taal- en letterkunde en filosofie aan de Universiteit Utrecht. Hij promoveerde daar in 1992. Na periodes in Cambridge, Nijmegen en in het voortgezet onderwijs keerde hij in 2001 terug naar het Utrechtse departement Wijsbegeerte. Sindsdien was hij ook gastonderzoeker en -docent aan UCLA en de Staatsuniversiteit van Novosibirsk, Siberië.

Teun Tieleman leidt het onderzoeksproject 'Human Nature: Medical and Philosophical Perspectives in the Work of Galen of Pergamum.'