Ο Στέλιος Τσιλιούκας αποφοίτησε από το τμήμα Φυσικής του Εθνικού Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών το 2004 και ολοκλήρωσε μεταπτυχιακές σπουδές στην Ναυτική και Θαλάσσια Τεχνολογία στο Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο το 2006 όπου εργάστηκε ως ερευνητής. Από το 2008 εργάζεται ως μόνιμος εκπαιδευτικός στην δευτεροβάθμια εκπαίδευση. Σήμερα διδάσκει Φυσική στο Πρότυπο Γυμνάσιο Ευαγγελικής Σχολής Σμύρνης όπου διεξάγει τον όμιλο Θεωρητικής Φυσικής για μαθητές. Το 2021 ξεκίνησε την διδακτορική του διατριβή στο τμήμα Φυσικής του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας υπό την επίβλεψη του Διευθυντή Ερευνών του ΙΑΑΔΕΤ Μάνου Σαριδάκη, και το 2025 αναγορεύτηκε Διδάκτορας. Από το 2025 είναι μεταδιδακτορικός ερευνητής του ΙΑΑΔΕΤ υπό την επίβλεψη του Μάνου Σαριδάκη. Διεθνείς Συνεργασίες: Laser Inferometer Space Antenna (LISA).

Τα ερευνητικά του ενδιαφέροντα εστιάζουν στη σχετικότητα, κοσμολογία, θεωρίες βαρύτητας, σκοτεινή ενέργεια, και σκοτεινή ύλη.