Uczestniczył w panelach arbitrażowych WTO i NAFTA, brał też udział w pracach nad tekstem Deklaracji Praw i Wolności Człowieka Parlamentu Europejskiego. Jest również członkiem Amerykańskiej Akademii Sztuk i Nauk oraz szefem komitetu redakcyjnego dwóch międzynarodowych czasopism prawniczych: „European Journal of International Law” (EJIL) i „International Journal of Constitutional Law” (ICON).
Jego zainteresowania naukowe skupiają się na zagadnieniu miejsca religii w przestrzeni publicznej nowoczesnego państwa prawa, a także charakterystycznej naturze prawa europejskiego, szczególnie zaś roli Trybunału Sprawiedliwości.
W 2010 Weiler wystąpił pro publico bono w Wielkiej Izbie Europejskiego Trybunału Praw Człowieka w obronie państwa włoskiego pozwanego przez obywatelkę Włoch i Finlandii, która żądała usunięcia krucyfiksu z klasy szkoły publicznej w miejscowości Abano Terme w pobliżu Padwy. Weiler, będący wyznawcą judaizmu, wyjaśniał, że jego intencją nie była tylko obrona chrześcijaństwa jako takiego, ale pluralizmu przestrzeni publicznej. Już kilka lat wcześniej w swojej opublikowanej po włosku książce Chrześcijańska Europa.