Membre de plusieurs sociétés savantes, il est membre du Centre Louis Gernet de recherches comparées sur les sociétés anciennes, membre associé du Centre de recherche historique (CRH), follow au Collège scientifique de Berlin de 1993 à 1994 et membre élu de l'Academia Europaea depuis 2015[5]. En 1997, il est l'un des 60 membres fondateurs de L'Association des historiens[6].
Il a largement contribué à la formation et à la diffusion du concept de « régime d'historicité » (cf. son livre éponyme) qu'il définit comme « les modes d’articulation des trois catégories du passé, du présent et du futur, en parlant en termes de catégories, pas du contenu que l’on donne à chacune des catégories, mais des catégories elles-mêmes, et de la façon dont leurs articulations ont varié selon les lieux et selon les époques »[8]. Selon Hartog, ce régime d'historicité (rapport qu'une société a au passé, au présent et à l'avenir) est marqué actuellement par le présentisme qui privilégie la mémoire (traces laissées dans le présent par des passés successifs) à l'histoire (reconstruction et mise à distance de ces passés)[9],[10].
Il développe également dans ses recherches une approche fondée sur les rapports entre histoire et historiographie, entre Anciens et Modernes, toujours attentif aux conjonctures qui traversent les sciences humaines et sociales[11]. De là est issu un nombre important d’ouvrages qui constituent une des réflexions majeures sur le rôle de l’histoire, les fonctions et l’identité de l’historien et les interférences de la mémoire[12],[13].