Felicitas Hillmann lehrt seit Oktober 2011 am Zentrum für Entwicklungsländerforschung (ZELF) am Institut für geographische Wissenschaften der Freien Universität; seit Oktober 2012 hat sie außerdem die Gastprofessur für Anthropogeographie inne. Sie habilitierte dort 2004 und erhielt zunächst einen Ruf an die Universität Bremen. Zu ihren Forschungsschwerpunkten gehören die Themen „Migrantische Ökonomien, Arbeitsmarkt-Integration, Diversität“, „Fragen der europäischen Stadtentwicklung“, „Internationale Migration“; ferner erforscht sie den Zusammenhang von klimainduzierten Umweltveränderungen und Migration. Sie engagiert sich für das Netzwerk „Migration in Europa e. V.“ und hat mit diesem  sowie mit der Bundeszentrale für politische Bildung die Konferenzreihe „Rethinking migration“ („Migration neu denken“) ins Leben gerufen. Felicitas Hillmann ist außerdem Sprecherin des Arbeitskreises „Geographische Migrationsforschung“ des Verbands der Geographen an Deutschen Hochschulen (VGDH).