חיה שחם פרסמה ספרים, מאמרים ורצנזיות בתחום חקר הספרות העברית החדשה – שירה ופרוזה. מחקריה עוסקים, בין היתר, ביצירותיהם של המשוררים: נתן אלתרמן, אברהם שלונסקי, יעקב אורלנד, אבות ישורון, רפאל אליעז, אליהו טסלר, אברהם חלפי, חיים גורי, אמיר גלבע, נתן זך ודוד אבידן, ובשורה של משוררות עבריות וביניהן: לאה גולדברג, זלדה, דליה רביקוביץ, יונה וולך ועוד. כמו כן עוסקים מחקריה ביצירותיהם של המסַפרים עגנון, ברנר, יעקב שטיינברג, בנימין תמוז, אהרן אפלפלד, א"ב יהושע, עמוס עוז, יעקב שבתאי, מאיר שלו ועוד.
המתודה העיקרית המנחה אותה במחקריה היא המתודה ההשוואתית. מחקריה שמים דגש על השפעה ספרותית, על בין-טקסטואליות ועל היבטים פמיניסטיים בכתיבת נשים.
ספרה הדים של ניגון (1997) עוסק בתופעת ההשפעה הספרותית דרך מקרה מבחן בולט בתולדות השירה העברית: השפעת שירתו המוקדמת של אלתרמן על שירתם של משוררי דור הפלמ"ח וחבורת "לקראת".
הספר בוחן זיקות מגוונות בין שירת הדור הצעיר בשנות הארבעים וראשית שנות החמישים (של המאה העשרים) ובין שירתו של אלתרמן, ותופעת ההשפעה הספרותית זוכה בו לדיון ולניתוח באמצעות אמות מידה שיטתיות, הנשענות על "סולם" של השפעות אשר עוצב בידי המחברת.
חלקו הראשון של הספר סוקר בפרוטרוט היבטים תאורטיים וביקורתיים של התופעה, הנדונים במחקריהם של חוקרים אירופאים ואמריקאים לאורך המאה העשרים. בחלקו השני ממפה שחם את מערך הזיקות והמגעים שבין שירת המשוררים הצעירים ובין שירת אלתרמן, החל בזיקות טקסטואליות ישירות על סוגיהן, עבור דרך בחינת נושאים ומוטיבים אלתרמניים המופיעים בשירתם של המשוררים הנ"ל, ועד לבדיקת תפוצתן של נורמות פואטיות אלתרמניות בשירת דור הפלמ"ח וחבורת "לקראת". חלקו השלישי של הספר עוסק בזיקתם של שלושה משוררים בולטים אל שירת אלתרמן, שכל אחד מהם מייצג עמדה שונה כלפיה: חיים גורי, ששירתו נפתחת אל שירת אלתרמן וסופגת ממנה, תוך שמגעיה עימה הופכים ממגעי שטח למגעי עומק; אמיר גלבֹע, ששירתו מתעמתת עם שירת אלתרמן ומציעה פואטיקה מנוגדת לה, שבבסיסה "עיבוד" מחדש של יסודות אלתרמניים; ודוד אבידן, שזיקתו אל שירת אלתרמן עוברת מקבלה בשלבי יצירתו הראשונים אל זיקה פרודית בהמשך.
"השפעת אלתרמן", כפי שעולה ממחקר זה, הוא מושג מורכב, המדגים אגב כך את מורכבותו של מושג ההשפעה הספרותית בכלל.
בספרה נשים ומסכות (2001) בוחנת שחם תדמיות שאולות בשירת הנשים העברית וכן את ייצוגי הדמות הנשית באמצעות תדמיות אלה, בשורה ארוכה של שירי משוררות עבריות.
זהו ספר הכתוב מנקודת מבט מחקרית פמיניסטית ותוך שימוש בחומרים תאורטיים פמיניסטיים, שחלקם מרוכז בהקדמה לספר וחלקם מוטמע בתוך פרקיו. בספר נבדקים היבטים פואטיים-תרבותיים של תופעת השימוש בדמויות נשיות מתוך הקאנון התרבותי, לצורך אמירה אקטואלית ופמיניסטית בשירי משוררות עבריות. הבדיקה נעשית באמצעות עיון וניתוח בטקסטים שיריים בעלי מאפיינים בין-טקסטואליים, שבמרכזם דמות נשית מתוך טקסט קאנוני מוקדם. השימוש בדמויות מתוך הקאנון התרבותי מתברר בשירים הנדונים כשימוש במסכות, שבחסותן ובתיווכן מתקיימת בשירים אמירה נשית ייחודית על היבטיה השונים; זאת משום שעיסוקן של המשוררות בדמויות חלשות המודרות לשוליים בטקסטים הפטריארכאליים הקאנוניים, מחלצת מתוכן במהלך חתרני דווקא את הצדדים שהושתקו בטקסטים ילידי התרבות הפטריארכאלית ומציבה אותן במקום מרכזי ואף מועצם.
לספר חמישה פרקים. בפרק הראשון (עיון ראשון) – "האודיסיאה במבט נשי" – נדונים מוטיבים ודמויות נשיות מתוך האודיסיאה כצייני תרבות בשירת הנשים העברית. בעיון השני – "אורידיקה צועדת בעקבות אורפיאוס ושרה" – נדונה בהרחבה פרשנות מתקנת של מיתוס אורפיאוס ואורידיקה בשירי משוררות עבריות. הפרק השני בספר עוסק בעיוניו בשלוש דמויות מקראיות שסביבן יש הצטברות של שירי משוררות: אשת לוט, הגר ורחל. אשת לוט היא דוגמה לנרטיבים נשיים שונים ואף סותרים אשר המשוררות תולות באזכורה הקצר במקרא; הגר נדונה כדמות המהווה בשירת הנשים העברית דוגמה לחניכה נשית; רחל מגלמת בשירי המשוררות את הדיכוטומיה בין שיח האהבה לשיח האימהוּת.
הפרק השלישי מציג בעיון הראשון – ("להיות או לא להיות אופליה") – את האופן בו מתייחסת שירת הנשים העברית אל דמותה הקורבנית של אופליה מתוך המחזה "המלט" לשייקספיר, ואילו בעיון השני בפרק נדונות התגובות השיריות על מעשיית "סינדרלה" בשירת הנשים העברית. הפרק הרביעי בספר מוקדש לעיון בארכיטיפ המכשפה וזיקותיו אל האישה היוצרת, על-פי מחזור שירי המכשפות של רחל חלפי. הפרק החמישי הוא בחינה נרחבת של אימאז' הציפור, תפקודיו ומשמעויותיו בשירת הנשים העברית.
באמצעות התדמיות השאולות בשירים שהספר דן בהם עוסקות הכותבות בשאלות של זהות נשית ושל אופני ייצוגה, תוך התנערות מסטריאוטיפים שנתקבעו בתרבות הפטריארכאלית ותוך התעמתות עימה כדי להגדיר מחדש לא רק את הדמות הנשית עצמה, אלא גם את מקומה בתרבות.
ספרה קרובים רחוקים (2004) עוסק מזוויות התבוננות מגוונות ותוך שימוש במתודות השוואתיות בבחינתם של היבטים בין-טקסטואליים בספרות העברית החדשה. הספר כולל מבוא ובו סקירת התאוריות הנוגעות בתופעת הבין-טקסטואליות (ביניהן של באחטין, קריסטבה, רולן בארת, מישל ריפאטר, ג'ראר ג'נט, הארולד בלום, אומברטו אקו ועוד), וכן – שלושה שערים שבכל אחד מהם ארבעה עיונים. שערים אלה מתמקדים בהיבטים בולטים של תופעת הבין-טקסטואליות בספרות העברית המודרנית.
השער הראשון סובב סביב האַלוזיה הספרותית ביצירות פרוזה, ובוחן בעיקר – אך לא רק – אילוזיות למקורות עבריים עתיקים. בתוך כך מודגמים הן דרכי תפקודן של האלוזיות בתוך הטקסט החדש ופעולתן עליו והן מגוון הזיקות המתקיים בין האלוזיות ובין הטקסטים הנרמזים (זיקות "ישירות", זיקות אירוניות-מהופכות, זיקות סאטיריות ופארודיות).
השער השני עוסק בהשתקפותם של מאבקים פואטיים בשירה העברית באמצעות שימוש בזיקות בין-טקסטואליות. בשונה מעיוני השער הקודם, כאן מדובר ברמיזות בין-טקסטואליות המפנות אל יצירות מן הספרות העברית החדשה. באמצעות העיונים בשער זה מסתמנות הקואורדינטות ההיסטוריות והאבולוציוניות של השירה העברית במחצית הראשונה של המאה העשרים.
בשער השלישי כלולים עיונים ביצירות פרוזה המתכתבות עם יצירות אחרות הן מן הספרות העברית והן מספרות העולם. מדובר בעיקר ביצירות המקיימות זיקות רעיוניות או תרבותיות אל יצירות אחרות לאו דווקא על ידי הפניות מילוליות מדויקות, אלא באמצעות אילוזיות מוטיביות, עלילתיות או תבניתיות ותוך ניהול דיאלוגים בהקשרים מודרניסטיים ופוסט-מודרניסטיים.
בספר נדונות יצירותיהם של היוצרים הבאים (על פי סדר אלפביתי): יעקב אורלנד, רפאל אליעז, נתן אלתרמן, אהרן אפלפלד, ח"נ ביאליק, י"ח ברנר, נתן זך, אברהם חלפי, אליהו טסלר, א"ב יהושע, ש"י עגנון, עמוס עוז, יעקב שטיינברג, מאיר שלו, אברהם שלונסקי ובנימין תמוז.
הספר מדגים את הגיוון הרב המאפיין את הפעילות הבין-טקסטואלית ואת תרומתה החשובה להבנת משמעותה של היצירה הספרותית.
לעומת שלושת ספריה הקודמים של שחם, ספרה בדק בית (2012) אינו מעמיד במרכזו בדיקת היבטים בין-טקסטואליים, אלא בוחן יצירות שמציבות מראָה ביקורתית אל מול המציאות הארץ ישראלית והישראלית. רוב היצירות הנדונות בו – להוציא את הפזמונים בפרק הנספח המוקדש להם – מבטאות בדרך כלל סוגים של אי-נחת כלפי מציאות זו, ובתקופות מסוימות גם אי-הסכמה פוליטית, לאומית, חברתית או תרבותית, הניצבת אל מול הזרם המרכזי. מדובר בתפישות המסוננות דרך פריזמות אידאולוגיות, בדרך כלל – מובלעות ומתחפשות (למשל בפרקים על הצלבנים ועל עץ הזית).
עיוני הספר עוסקים בשלושה נושאים עיקריים: התחבטותם של יוצרים באופנים שבהם ראוי לכתוב על המציאות הארץ ישראלית (כלומר, לבטים פואטיים-אידאולוגיים); מתח והתלבטות בין זהויות מתנגשות של האדם היהודי בארץ ישראל; וכן – חשבונות נפש לאומיים ביצירות ספרות, על רקע תקופות או אירועים בעלי משמעות היסטורית ובנקודות מפנה היסטוריות.
הספר, המחזיק עשרה פרקים, נוגע בעשרות יצירות של למעלה מחמישים יוצרים (ועוד כתריסר מחברי פזמונים). בחלק מן היצירות הנגיעה בספר היא עמוקה ונרחבת, ובחלקן נרחבת פחות, בעיקר בשני הפרקים הפנורמיים הגדולים העוסקים ביצירות רבות, האחד – על צלבנים ומסעות צלב בספרות העברית החדשה, והאחר – על עץ הזית בספרות העברית והישראלית, וכן בפרק הנספח, המוקדש לפזמוני העשור הראשון למדינה.
למראית עין הספר הטרוגני: בשל ריבוי הז'אנרים של היצירות הנדונות בו, בשל השיוך הדורי המגוון של מחברי היצירות ובשל השקפות העולם השונות העולות מיצירותיהם. אך התבוננות המעמיקה מעט אל מתחת לפני השטח תגלה, שהמשותף לכל היצירות שנדונות בו ואשר עוסקות במוקדים שצוינו לעיל, הוא עיסוקן בתוך כך – בדרכים גלויות ומובלעות – בהיבטים האידאולוגיים הקשורים לחיים הארץ ישראליים.
הספר מספק מבט מחקרי על פניה האידאולוגיות המגוונות, המשתנות והמתחלפות של הספרות העברית שנכתבה בארץ בעיקר במאה ה–20.
על גבול האור (2017), ספרה החמישי של שחם, מוקדש לעיונים ביצירתה של לאה גולדברג. העיון בנושאים הנדונים בספר מתבסס בעיקר על חתכי אורך, המאפשרים להאיר את הנושאים הנחקרים במבט דיאכרוני, לאורך ציר הזמן. בדיוּנים הנפרשים בספר נחשפים הן היבטים מובלעים בפואטיקה של שירת גולדברג והן נושאים ייחודיים שיצירתה נדרשת להם, ואשר לא הושם עליהם דגש במחקר ובביקורת על יצירתה, או שלא נדונו בהם כלל.