Le Dr. Pelletier est un chef de file dans le domaine de la synthèse protéique et de son dérèglement dans le cancer. Ses programmes de recherche qui combinent l'utilisation de la génétique, la biologie moléculaire, les modèles de cancer murins et la biologie chimique ont permis l'acquisition de connaissances remarquables au niveau de l'élucidation de son mécanisme. De plus il a démontré que ce processus représente un point de vulnérabilité important qui peut être ciblé dans le cancer. Plusieurs de ses découvertes se retrouvent dans les manuels scolaires et il prône l'utilisation de la recherche fondamentale afin d'améliorer la santé humaine.