Pracuje w Katedrze Surowców Energetycznych na Wydziale Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska AGH w Krakowie od lutego 2012 roku. W 2022 roku obronił pracę doktorską (w dyscyplinie naukowej inżynieria środowiska, górnictwo i energetyka) pt. Zastosowanie i optymalizacja pompy ciepła typu powietrze-woda wykorzystującej propan jako czynnik chłodniczy w regionie małopolskim.  

Uczestniczył w budowie i organizacji Laboratorium Edukacyjno-Badawczego Odnawialnych Źródeł i Poszanowania Energii AGH WGGiOŚ w Miękini. Był także członkiem Rady i Biura Projektu pn. Centrum Zrównoważonego Rozwoju i Poszanowania Energii „Miękinia”. Głównym kierunkiem działalności naukowej Grzegorza Pełki jest problematyka odnawialnych źródeł energii, a w szczególności pomp ciepła, dolnych źródeł do pomp ciepła, kotłów na biomasę oraz hybrydowych systemów grzewczych.

Jest współautorem 74 publikacji o tematyce odnawialnych źródeł i poszanowania energii w czasopismach o zasięgu krajowym i międzynarodowym, w tym 5 publikacji z listy filadelfijskiej oraz 29 artykułów punktowanych przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego. Jest również autorem i współautorem rozdziałów w 4 monografiach. W ramach swojej działalności naukowej uczestniczył w konferencjach krajowych i zagranicznych prezentując swoje osiągnięcia naukowe. Jest również współorganizatorem Międzynarodowej Konferencji „Odnawialne Źródła Energii: technika, technologie, innowacje” w Krynicy. Grzegorz Pełka jest także współprojektantem i współwykonawcą wielu stanowisk dydaktyczno-badawczych, funkcjonujących m.in. w Centrum Zrównoważonego Rozwoju i Poszanowania Energii w Miękini. Jest współautorem dwóch patentów. Uczestniczył w 14 projektach naukowych i badawczo-rozwojowych na potrzeby przemysłu, m.in. Bonów na Innowację, dotyczących wykorzystania odnawialnych źródeł energii, w tym sześciu projektów dotyczących opracowania prototypowych pomp ciepła różnego typu. W siedmiu projektach realizowanych w ramach Bonów na Innowacje pełnił rolę kierownika projektu.