Zajmuje się sztuczną inteligencją. Budowanie tzw. systemów inteligentnych, które wspomagają człowieka w podejmowaniu decyzji, ułatwiają wykonywanie codziennych czynności, a niejednokrotnie skutecznie naśladują jego inteligentne zachowanie jest obszarem nie tylko fascynującym, lecz i bardzo ważnym z praktycznego punktu widzenia, na przykład w zarządzaniu przedsiębiorstwem za pomocą tak zwanych reguł i procesów biznesowych. Od pewnego czasu zajmuje się również metodami tzw. Ambient Intelligence, która dzięki urządzeniom mobilnym może wspierać nas w codziennych czynnościach. Jednym z systemów, nad którym pracuje jego zespół, jest wspomagający seniorów system typu Ambient Assisted Living. Doktor Nalepa jest również w Instytucie Filozofii Uniwersytetu Jagiellońskiego wykładowcą i współtwórcą kierunku kognitywistyka, gdzie filozofia spotyka się ze sztuczną inteligencją, informatyką, psychologią czy neurobiologią. Za swoje największe naukowe osiągnięcie uważa stworzenie prężnego zespołu młodych, dynamicznych ludzi, którzy odnoszą sukcesy. Jest współzałożycielem i prezesem Polskiego Stowarzyszenia Sztucznej Inteligencji.