Profesor Małgorzata Filip prowadzi badania nad mechanizmami funkcjonowania mózgu w warunkach fizjologicznych i patologicznych, wykorzystując podejścia z zakresu neuronauki sieciowej (network neuroscience). Analizuje fenotypy behawioralne poprzez rejestrację aktywności in vivo i ex vivo na wielu poziomach organizacji mózgu, obejmujących interakcje białkowe, sieci genetyczne i epigenetyczne, połączenia synaptyczne oraz komunikację na poziomie całego układu nerwowego, zmienioną przez czynniki środowiskowe, takie jak stres, substancje psychoaktywne i dieta.
Specjalizuje się w przedklinicznych modelach zaburzeń związanych z używaniem substancji psychoaktywnych, depresji i zaburzeń lękowych, a w ostatnich latach koncentruje się również na zaburzeniach neurorozwojowych. Jej zespół wyjaśnił kluczowe szlaki sygnałowe w mózgu szczura związane z uzależnieniami. We współpracy z partnerami międzynarodowymi wykazała rolę kompleksów heteroreceptorowych oraz opracowała nowe strategie terapeutyczne w leczeniu zaburzeń związanych z używaniem kokainy. Jej grupa badawcza wprowadziła nową koncepcję farmakologiczną opartą na interakcjach między receptorem NMDA a białkami rusztowania komórkowego oraz wykazała skuteczność działania amidu N-acetylocysteiny w nawrotach do nałogu kokainowego (patent amerykański). Najnowsze badania wskazują, że programowanie żywieniowe matki jest istotnym czynnikiem wpływającym na rozwój fenotypów behawioralnych i molekularnych u potomstwa.
Badania prof. Filip są finansowane przez liczne krajowe i międzynarodowe agencje grantowe. Zasiadała w panelach eksperckich i oceniających Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych (ERC), europejskich agencji finansujących badania naukowe oraz Narodowego Centrum Nauki (NCN). Jest laureatką licznych nagród naukowych i odznaczeń państwowych oraz członkinią Polskiej Akademii Umiejętności i Polskiej Akademii Nauk.