Kils studierte von 1972 bis 1977 in Kiel und schloss das Studium als Diplom-Biologe ab. Schwerpunkt seiner Forschung waren Meeresbiologie, im Anschluss Plankton, Krill und Hering. 1979 wurde er für seine Arbeit mit dem Maier-Leibnitz-Preis ausgezeichnet. 1987 erfolgte seine Habilitation und die Lehrtätigkeit als Privatdozent für Meeresbiologie und Fischereibiologie in Kiel. Für seine Arbeiten an Heringen erhielt er den Heisenberg-Preis und für die Entwicklung des Ecoscops den Preis Biowissenschaften der Stiftung Volkswagen. Spätere Arbeiten umfassten Räuber-Beute-Beziehungen von juvenilen Atlantischen Heringen und Plankton, für das ein schwimmendes Labor mit Unterwasserfenstern umgebaut wurde, das Atoll-Labor. Die Arbeiten deckten einige schwere Fälle von Sauerstoffmangel auf und führten zu Kils' Projekt „Saubere Ostsee“, eine Aktion zur Wiederbelebung der Flensburger Förde mit Heringen.
1994 wurde Kils als Professor an das Institute for Marine and Coastal Sciences der Rutgers University in den USA berufen. Er half beim Aufbau eines Virtuellen Instituts für Ozeanographie, in dem Studenten über Internet Sonden und Kameras an Glasfaserkabeln bedienen können und online Kurse belegen. Er programmierte das Virtuelle Mikroskop. Er arbeitete mit Glasaalen und kreierte den Webserver eelBASE.
Kils, U., Klages, N. (1979) Der Krill. Naturwissenschaftliche Rundschau 10, 397 - 402
Kils, U. (1987) Verhaltensphysiologische Untersuchungen an pelagischen Schwärmen - Schwarmbildung als Strategie zur Orientierung in Umwelt-Gradienten. Bedeutung der Schwarmbildung in der Aquakultur (Habilitation), Universität Kiel, Ber Inst Meereskunde, Kiel 163: 1 - 168
Kils, U., Marschall, P. (1995) Der Krill, wie er schwimmt und frisst - neue Einsichten mit neuen Methoden. (The antarctic krill - feeding and swimming performances - new insights with new methods). In: Hempel, I., Hempel, G., Biologie der Polarmeere - Erlebnisse und Ergebnisse. Gustav Fischer Jena - Stuttgart - New York, 201 - 207
Kils, U., (2000) IMAGES: Krill Stuff. ed. Kayser j., Science 290 (5496): Net watch online publication ecoSCOPE.com - enhanced IT tools and translation of Kils, U., Marschall, P. 1995
Kils, U., (2006) How Krill feeds. Aus: Hempel,G., Hempel, I., Schiel, S., Faszination Meeresforschung, Ein oekologisches Lesebuch. Hauschild Bremen, 112 - 115 (auf Englisch)