Hun har særlig bidratt innen studiet av hippocampus, med særlig vekt på hukommelse og evne til romlig orientering. I 2005 fikk hun og hennes daværende ektemann, Edvard Moser, et gjennombrudd i forskingen, da de påviste en hittil ukjent type nervecelle i hjernen kalt gittercelle. Edvard Moser arbeidet da på . Gittercellene er viktige for stedsans og for evnen til å orientere seg i et landskap. Forskningen kan bidra til å forklare hvordan hukommelse skapes i hjernen og hvorfor minner om hendelser ofte kan gi assosiasjoner til rom, gater eller landskap som minnet er forbundet med.