研究领域集中在计算机体系结构，特别是高性能计算机：处理器组织、内存层次结构、系统阵列处理器、互连网络、数值算法、编译器和性能评估。

瓦莱罗教授合著了700多份出版物：超过800份会议出版物，其余为期刊和书籍章节。他曾参与组织300多次国际会议，担任大会主席（11次），包括ICS 95、ISCA 98、ICS 99和PACT 01，指导委员会成员（85次），项目主席（26次），包括ISCA 06、Micro 05、ICS 07和PACT 04，项目委员会成员（200次），特邀演讲者（70次），以及会议主席（61次）。他在会议、大学和公司中发表了400多次演讲。他曾担任IEEE并行和分布式系统、IEEE微杂志和IEEE计算机体系结构信件的副主编，《并行程序设计语言杂志》的副主编，以及IEEE计算机杂志和计算机杂志的多个特刊的客座编辑。