Iniziato alla ricerca scientifica in giovane età dal padre Alberto (la sua prima pubblicazione risale ai tempi del Liceo classico), è stato autore di oltre 300 pubblicazioni scientifiche. Le ricerche di Mario Coluzzi hanno messo in evidenza gli effetti del DDT sull'insorgenza di fenomeni di resistenza della zanzara Anopheles, vettore della malaria.