Frühwirths Forschungsschwerpunkte liegen in den Bereichen Logikprogrammierung, Constraint-Programmierung und Künstliche Intelligenz. Er hat über 200 wissenschaftliche Arbeiten veröffentlicht und ist Mitherausgeber mehrerer internationaler Fachzeitschriften.
Neben seiner wissenschaftlichen Tätigkeit ist Frühwirth auch als Unternehmer tätig. Er ist Mitbegründer und Aufsichtsratsvorsitzender der Prolog Development Center GmbH, die Softwareprodukte für die Logikprogrammierung entwickelt.