Seine Forschungsschwerpunkte sind die Neurointensivmedizin, Nerven- und Muskelmembranveränderungen bei Erkrankungen des peripheren Nervensystems und der Muskulatur sowie das vegetative Nervensystem. Die Forschungsunterstützung beinhaltet mehrere peer-reviewed Projekte zum Beispiel vom Schweizerischen Nationalfonds. Seine wissenschaftliche Arbeit umfasst mehr als 60 Originalarbeiten und Reviews in renommierten internationalen Fachzeitschriften. Seine wissenschaftlichen Arbeiten wurden mit mehreren Forschungspreisen ausgezeichnet.
Prof. Z’Graggen ist Mitglied von 6 nationalen und internationalen Fachgesellschaften, Schweizer Repräsentant im wissenschaftlichen Beirat für Neurotraumatologie der European Academy of Neurology (EAN) und ab 2019 Vize-Präsident der Kommission für die Anerkennung von Intermediate Care Units (KIMC). Als Reviewer ist er für mehrere renommierte internationale Fachzeitschriften auf dem Gebiet der Neurologie, Neurophysiologie und Neurointensivmedizin tätig.