Tullio Tolio è Professore Ordinario del Settore Scientifico Disciplinare “Tecnologie e Sistemi di lavorazione”. L’impegno didattico si concentra sugli insegnamenti di “Sistemi Integrati di Produzione” e “Reconfigurable Manufacturing Systems” presso la Facoltà di Ingegneria dei Sistemi del Politecnico di Milano. È coordinatore del corso “Gestione della ricerca” offerto dalla Scuola di dottorato a tutti i dottorandi del Politecnico di Milano.
È autore di più di 100 pubblicazioni su riviste e atti di conferenze internazionali. Ha svolto attività di ricerca presso il Laboratory of Manufacturing and Productivity (LMP) del Massachusetts Institute of Technology (MIT). È stato responsabile scientifico per il Politecnico di Milano dei progetti “MOD-FLEX-PROD” e  “DRIVE”  finanziati dalla UE e del progetto “SPI7” finanziato dal MIUR. È stato Coordinatore nazionale del progetto PRIN “Metodologie e strumenti per la configurazione di sistemi produttivi a flessibilità focalizzata”. È stato responsabile scientifico per il Politecnico di Milano della Network of Excellence VRLKCiP “Virtual Research Lab for a Knowledge Community in Production” finanziata dalla UE .
È Fellow del CIRP (the International Academy for Production Engineering) membro AITEM (Associazione Italiana di Tecnologia Meccanica) membro dell’ High Level Group della piattaforma UE Manufuture , membro dell’Industrial Research Advisory Group di EFFRA (European Factory of the Future Research Association).
Per quanto riguarda le attività organizzative, dal 2005 è Delegato del Rettore per l'Assicurazione della qualità nella didattica del Politecnico di Milano; è stato membro del Nucleo di Valutazione del Politecnico di Milano nel periodo 2002-2005; è stato Responsabile della Sezione Tecnologie Meccaniche e Produzione del Dipartimento di Meccanica del Politecnico di Milano nei periodi 2001-2003 e 2005-2008; è stato Coordinatore del Dottorato di ricerca in Tecnologie e Sistemi di Lavorazione del Politecnico di Milano nel triennio 2000-2003. Dal 2008 è Direttore dell’Istituto ITIA (Istituto di Tecnologie Industriali ed Automazione) del CNR (Consiglio Nazionale delle Ricerche).