Tor Kihlmans forskning omfattade ljudtransmission i byggnadsstommar, rums­aku­stik i auditorier och akustisk mätteknik. Han var konsult i akustikfrågor rörande bland annat farkoster och arbetsmiljö. Kihlman verkade för införande av humanistiska och samhällsvetenskapliga inslag i civilingenjörsutbildningen.