rozprawa nosiła tytuł Randomness Versus Hardness. Od 1983 roku jest związany z MIT, gdzie został profesorem informatyki w Department of Electrical Engineering and Computer Science oraz badaczem w Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory.
W jego dorobku znajdują się prace z kryptografii, teorii złożoności obliczeniowej, algorytmów probabilistycznych, mechanizmów aukcyjnych i technologii rozproszonych. W 2017 roku Micali założył , projekt dotyczący zdecentralizowanych protokołów konsensusu i infrastruktury blockchain.
Kryptografia probabilistyczna Jednym z klasycznych wkładów Micaliego była praca z Shafi Goldwasser nad szyfrowaniem probabilistycznym. Autorzy pokazali, że bezpieczny schemat szyfrowania powinien uwzględniać losowość i precyzyjną definicję bezpieczeństwa, w której przeciwnik, obliczeniowo ograniczony, nie potrafi odróżniać szyfrogramów ani wydobywać częściowej informacji o wiadomości.
Podejście to stało się podstawą nowoczesnego rozumienia bezpieczeństwa semantycznego i bezpieczeństwa przez nierozróżnialność.