Ulrich Radtke forscht vor allem zu Altersbestimmungsmethoden, mit denen es möglich ist, das Paläoklima zu rekonstruieren. Zu diesen Methoden zählen u.a. die Elektronenspinresonanz-Spektroskopie und die Optisch Stimulierte Lumineszenz. Dabei konzentriert er sich etwa auf die Datierung fossiler Korallen oder auch die Entstehung von Dünen im Erdzeitalter Quartär. Die Paläoklimatologie erschließt die Mechanismen von Klimaveränderungen in verschiedenen Erdzeitaltern. Aus ihren Ergebnissen können auch Aussagen für die zukünftige Entwicklung des Klimas der Erde gewonnen werden.

Radtke studierte Geographie und weitere Fächer an der Universität Düsseldorf, zunächst für das Lehramt an Gymnasien, wurde 1983 in Geographie promoviert und habilitierte sich 1988 in Düsseldorf. Nach Stationen in Regensburg und Karlsruhe war er seit 1993 Professor für Geographie an der Universität zu Köln. Seit 2008 bekleidet er das Amt des Rektors der Universität Duisburg-Essen und war daher bis 2013 an der Universität zu Köln beurlaubt. In dem Jahr erhielt Ulrich Radtke einen Ruf als Professor für Global Change mit dem Schwerpunkt auf transnationalen Governancestrukturen der Universität Duisburg-Essen, den er annahm. 2014 trat er seine zweite Amtszeit als Rektor an. Ulrich Radtke ist seit 2004 Mitglied der Leopoldina in der Sektion Geowissenschaften.