Appelgren-Kivalo har främst studerat Finlands fornborgar, förhistoriska dräkter samt ornamentik. Han grundade publikationerna Finskt Museum och Suomen Museo1894.
Redan 1891 disputerade Appelgren-Kivalo över ämnet fornborgar: Suomen Muinaislinnat. Inte bara de medeltida borgarna utgrävdes och undersöktes, utan även stadsarkeologin blev aktuell sedan Appelgren-Kivalo 1902 hade myntat begreppet ”det underjordiska Åbo” efter utgrävningar vid biskopssätet i Korois och av dominikanerklostret på Kaskisbacken. Utgrävningarna i Åbo blev centrala för medeltidsarkeologins utveckling.
Redan 1909 publicerade Appelgren-Kivalo en rikt illustrerad bok om dräkter, Suomalaisia pukuja myöhemmältä rautakaudelta, i vilken han redogör för sina utgrävningar i Yliskylä i Bjärnå1893. Appelgren-Kivalo har indelat spännetyper i sex undertyper.
