Ronald Koes onderzoekt genetische netwerken die de ontwikkeling van hogere planten (planten die zich verspreiden met zaden of sporen) sturen. Hij wil meer inzicht krijgen in hoe genen de ontwikkeling sturen van een kleine groep van ongedifferentieerde cellen tot een complex orgaan, bestaande uit vele verschillende cellen. Koes richt zich in het bijzonder op bloemen van hogere planten. De aanleg en ontwikkeling van bloemen is essentieel voor de vorming van vruchten en zaden, en daarmee voor reproductie van de plant, de opbrengst van fruit- en zaadgewassen (waaronder granen) en de pracht van siergewassen. Bloemen zijn ook een goed modelsysteem om fundamentele ontwikkelingsbiologische, cellulaire en moleculair-genetische processen te bestuderen. 

In zijn onderzoek bestudeert Koes met name de genetische regulatie van zeer vroege processen in de ontwikkeling van bloemen, zoals de aanleg van de groepen van cellen waar bloemen en bloemorganen uit ontstaan, en van late processen, zoals de (terminale) differentiatie van de gekleurde cellen in de epidermis van de bloemkroon. Naast de wereldwijd bestudeerde Arabidopsis thaliana (de zandraket) maakt hij hierbij vooral gebruik van de petunia. Met onderzoek naar zogenoemde petunialijnen, waarin ’springende’ stukjes DNA hyperactief zijn, bouwde hij een verzameling mutanten op met (genetische) defecten in vroege en late processen, en kon hij de corresponderende genen identificeren. 

Het onderzoek naar bloemkleurmutanten richtte zich jaren lang op (regulatoire) genen die de synthese van bloemkleurpigmenten aanschakelen. Tegenwoordig richt Koes zich op de analyse van (bloemkleur)genen betrokken bij fundamentele celbiologische processen,. Omdat dit expertise vereist vanuit verschillende disciplines, werkt de groep van Koes sinds jaar en dag samen met tal van onderzoeksgroepen in binnen- en buitenland, waaronder ook verscheidene FNWI-groepen. 

Koes is sinds 1983 verbonden aan de Vrije Universiteit Amsterdam (VU). Na zijn promotie in 1988, werkte hij achtereenvolgens als postdoc, universitair docent en universitair hoofddocent op het terrein van de plantengenetica. In 2006 werd hij benoemd tot hoogleraar Ontwikkelingsgenetica aan de VU. Sinds 2008 is hij tevens hoofd van de sectie Genetics en bestuurslid van de afdeling Molecular Cell Biology. Daarnaast is Koes bestuurslid van de Nederlandse Graduate School Experimental Plant Sciences (EPS), een interuniversitaire samenwerking waartoe de plantenlabs van de deelnemende universiteiten behoren. Ook is hij oprichter en medeorganisator van het International Petunia Network. Koes heeft tal van publicaties in wetenschappelijke tijdschriften op zijn naam staan, onder andere in Nature Cell Biology, Developmental Cell, Plant Cell, en Cell Reports.