Kapellimestari Aloitettuaan orkesterinjohdon opinnot professori Jorma Panulan johdolla, Hämäläisen työt ovat siirtyneet enenevässä määrin kapellimestarin korokkeelle. Panulan ohella keskeisenä vaikuttajana Hämäläisen kapellimestarin uralla on ollut myös hänen mentorinaan toiminut yhdysvaltalainen kapellimestari John Nelson.
Kapellimestari Teemu Hämäläinen toimii Sinfonietta Fortisin (ent. E-ensemble) taiteellisena johtajana ja pääkapellimestarina. Oman orkesterin lisäksi hän on vieraillut johtamassa kotimaisia orkestereita kuten mm. Tapiola Sinfonietta ja Joensuun kaupunginorkesteri sekä johtanut ulkomailla mm. Kiinassa ja Tsekeissä. Hämäläinen on tullut tunnetuksi erityisesti yhteistyöstään laulajien kanssa. Myös nuorten muusikoiden orkesterikoulutus on hänelle läheinen asia.
Perinteisen orkesteriohjelmiston lisäksi Teemu Hämäläinen on johtanut niin oopperaa kuin musikaaleja, kirkkomusiikkiteoksia, uusien orkesteriteosten kantaesityksiä sekä tehnyt ns. cross-over yhteistyötä mm. popkanteletar Ida Elinan sekä edellä mainitun jazzvirtuoosi Juhani Aaltosen kanssa. Aaltosen kanssa Hämäläinen on levyttänyt Carmina sacra -äänitteen, jossa yhdistyvät Aaltosen jazzhenkiset improvisaatiot ja jousiorkesteri. Hämäläinen on myös sovittanut ja orkestroinut runsaasti niin klassista kuin kevyempääkin ohjelmistoa.
Yhteistyö – Kapellimestarina Hämäläinen on tehnyt yhteistyötä erityisesti kansainvälisesti tunnetujen suomalaisten laulusolistien kanssa, kuten mm. sopraanot Helena Juntunen, Johanna Rusanen-Kartano, Mari Palo, Tuuli Lindeberg, Kaisa Ranta ja mezzosopraano Melis Jaatinen sekä tenorit Tuomas Katajala ja Jyrki Anttila sekä bassot Jaakko Ryhänen ja Esa Ruuttunen.
Viime aikojen ohjelmistosta mainittakoon mm. Helsingin oopperakesä -festivaalilla menestyksekkäästi Opera Fortisin kanssa esitetty PH Nordgrenin kamariooppera Den svarte munken (Musta munkki).
Vuonna 2025 julkaistaan äänite, jolla Sinfonietta Fortis ja sopraano Helena Juntunen esittävät kapellimestari Teemu Hämäläisen johdolla suomalaisia ja ruotsalaisia orkesterilauluja, säveltäjinä Elfrida Andrée, Bernhard Henrik Crusell, Armas Järnefelt, Laura Netzell, Ture Rangström ja Jean Sibelius. Hämäläinen on myös orkestroinut suuren osan äänitteellä kuultavista lauluista.
