Ha sido profesor en el Tecnológico de Monterrey en Guadalajara desde 2011, actualmente es director asociado del departamento de tecnologías sostenibles y civiles y profesor investigador, también es el líder del eje de investigación del plan institucional de sostenibilidad y cambio climático del Tec de Monterrey y líder del laboratorio de sostenibilidad y cambio climático. Fue profesor investigador asociado en la Universidad de Leeds en 2023 y es profesor investigador asociado en la Universidad de California Davis en el período proyectado de 2024-2029.
El Dr. Gradilla-Hernández es miembro del Sistema Nacional de Investigadores Nivel 1 y se especializa en el monitoreo y evaluación de la salud de cuerpos de agua superficiales y estrategias biotecnológicas para el tratamiento de agua y residuos, incluyendo la digestión anaeróbica y el tratamiento basado en microalgas. Ha sido director/co-director de 15 estudiantes de tesis de posgrado (M.Sc. y Ph.D.). Es autor de más de 60 artículos de revistas y capítulos de libros indexados en revistas internacionales. También ha participado en diferentes proyectos y artículos sobre innovación educativa para el desarrollo sostenible.