Metin Tolan ist seit 2001 Lehrstuhlinhaber an der Dortmunder Universität. Zuvor war er als Hochschulassistent und Privatdozent an der Universität Kiel tätig, an der er auch studiert und nach dem Diplom promoviert und sich habilitiert hatte. Seine Hauptarbeitsgebiete sind die Erforschung des Grenzflächenverhaltens von Polymeren, Biomaterialien, Flüssigkeiten und anderen "weichen Materialien" mit Röntgenstrahlung sowie die Nutzung von Synchrotronstrahlung für die Materialforschung, u.a. in dem von ihm  geleiteten Dortmunder Zentrum für Synchrotronstrahlung, das den Elektronenspeicherring "Delta" betreibt.

2008 erhielt er den Lehrpreis der TU Dortmund, 2010 wurde er von der Zeitschrift Unicum Beruf zum "Professor des Jahres" im Bereich Naturwissenschaften und Medizin ausgewählt. Seit 2008 ist Tolan zudem Prorektor seiner Hochschule, zunächst für Forschung, seit 2011 für Lehre.

Der 48-jährige Experimentalforscher hat originelle und vielfältige Vermittlungsformate entwickelt. Beispiele hierfür sind die Veranstaltungsreihe "Samstags: Zwischen Brötchen und Borussia – Moderne Physik für alle", die seit 2003 regelmäßig von mehreren Hundert Besucherinnen und Besuchern verfolgt wird, seine Internet-Blogs zur Physik des Fußballspiels oder seine erfolgreichen Sachbücher "Geschüttelt und gerührt – James Bond und die Physik" sowie "Die Titanic – Mit Physik in den Untergang".

In Hörfunk und Fernsehen ist Tolan als Gesprächspartner und mit eigenen Beiträgen regelmäßig zu Gast, in der Öffentlichkeit hat er in mehr als 500 Vorträgen allgemein bekannte Phänomene und Fragestellungen aus Geschichte, Alltag und Film aus der Perspektive des Physikers erklärt. Vorbildlich ist auch Tolans Engagement an Schulen, so etwa seinen regelmäßigen Physikunterricht an einer Dortmunder Realschule, an der der Großteil der Schülerinnen und Schüler einen Migrationshintergrund hat.

Bei allen seinen Vermittlungsaktivitäten greift Tolan immer wieder auch auf eigene Forschungsarbeiten und -ergebnisse zurück, beispielsweise auf seine materialwissenschaftlichen Forschungen zur Beschaffenheit von Stahl bei der Schilderung des Titanic-Untergangs oder auf seine Arbeiten zur Nutzung von Röntgenstrahlung für die Materialforschung in seinen Vorträgen zu Szenen aus James Bond-Filmen, in denen die Hauptfigur scheinbar durch Wände hindurchsieht.