Veit Hornungs Forschungsschwerpunkt ist das angeborene Immunsystem. Er klärte zentrale Abwehrmechanismen des angeborenen Immunsystems auf und identifizierte unter anderem Immunrezeptoren, die an der Detektion von Viren beteiligt sind. Seine Forschung trägt zur Entwicklung von Impfstoffen, Immuntherapien gegen Tumorerkrankungen und neuen Medikamenten gegen sterile Entzündungsprozesse (z.B. Autoimmunerkrankungen) bei.

Das angeborene Immunsystem ist die erste, unmittelbare Schutzreaktion des Körpers auf krankmachende Erreger (Pathogene) wie Bakterien, Viren oder Pilze. Veit Hornung will verstehen, mithilfe welcher Mechanismen das Immunsystem Gefährliches von Ungefährlichem unterscheidet. Er identifizierte Abwehrmechanismen des angeborenen Immunsystems und deckte auf, wie bestimmte Proteine in den Immunzellen krankmachende Viren aufspüren und eine Art Alarmkette in Gang setzen.

Die Proteine erkennen z.B. Viren an deren Erbgut über sogenannte Muster-Erkennungs-Rezeptoren (PRRs). Die Ziele dieser Rezeptoren werden als Mikroben-assoziierte molekulare Muster (MAMPs) bezeichnet oder als schädigungsassoziierte Molekularmuster (damage associated molecular patterns DAMPs), wenn sie durch Zellstress oder ein metabolisches Ungleichgewicht freigesetzt werden. Haben die Proteine so ein Muster erkannt, verbreiten sie Botenstoffe und warnen damit umliegende Zellen. Veit Hornung hat einige dieser Schaltmoleküle identifiziert und beschrieben, wie sie zusammenarbeiten. Auf dieser Grundlage können die Forscher z.B. das Erbgut der Viren synthetisch nachahmen und damit Abwehrmechanismen gezielt auslösen.

In weiteren Arbeiten konnte Hornung Immunrezeptoren aufspüren, die bei der Entstehung von sterilen Entzündungsprozessen eine Rolle spielen. So konnte sein Team zeigen, wie NLRP3, ein zytosolischer Rezeptor des Inflammasoms, im Rahmen von Zellstress aktiviert wird und damit eine Entzündungsreaktion auslöst. Außerdem entwickelt er mit seinem Team Methoden, wie diese Schnittstellen für neue therapeutische Anwendungen genutzt werden können. Seine Forschung ist eine Grundlage für die Entwicklung von wirksameren Impfstoffen und neuen Medikamenten gegen sterile Entzündungsprozesse.