Es desde 2008 investigadora científica del CSIC y desde 2019 directora del Instituto de Lenguas y Culturas del Mediterráneo y el Oriente próximo. Ha sido directora de la revista Estudios bizantinos (2013-19) y presidenta de la Sociedad Española de Bizantinística (2009-2017).
Desde su formación doctoral y postdoctoral, ha trabajado asiduamente en muchas de las bibliotecas europeas que conservan manuscritos griegos (Bibliothèque Nationale de France 1988-89, Biblioteca Nacional de España y El Escorial 1989-92, Biblioteca Apostolica Vaticana 1993-1996), adquiriendo una gran experiencia en su estudio codicológico y paleográfico, la transmisión de textos griegos y su recepción en Bizancio. Tras la publicación de su tesis doctoral y otras investigaciones que llevó a cabo al mismo tiempo, su interés se desplazó de los textos antiguos a su recepción en Bizancio, utilizando los manuscritos griegos como una fuente inagotable de materiales inéditos sobre la historia cultural bizantina, la actividad de sus eruditos (Juan Pediásimo, Manuel Brienio, Gregorio de Chipre, Máximo Planudes, Nicéforo Gregoras) y la transmisión de los textos griegos, especialmente en el marco de la enseñanza superior impartida en Constantinopla y Tesalónica. Los manuscritos griegos dejaron de ser hitos en la transmisión de textos para convertirse en una manifestación de una cultura del libro rica, compleja y en gran medida inexplorada.
Gran parte de su producción científica está marcada por los hallazgos de carácter textual o paleográfico en los manuscritos bizantinos, en diferentes ámbitos: el contexto histórico de la transmisión de los textos, la identificación paleográfica de los copistas o eruditos bizantinos que intervinieron en dicha transmisión, la contextualización histórica de la copia de textos, el trabajo bizantino sobre los textos antiguos, los centros de copiado y las bibliotecas bizantinas, la historia de los manuscritos hasta su llegada a Italia y España, y la formación de las bibliotecas de los humanistas españoles.
En la actualidad trabaja en la transmisión de textos científicos y técnicos, tanto antiguos como bizantinos, con el objetivo de reconstruir la labor intelectual de los bizantinos en algunos campos del saber poco estudiados, especialmente la geografía. También está investigando sobre la enseñanza bizantina, especialmente la que se sitúa al margen del trivium y el quadrivium tradicionales (que no responden a la flexibilidad de los contenidos de la enseñanza en Bizancio) y la que es más afín a la ciencia aplicada o técnica. También se ocupa de la organización del conocimiento tal y como se percibe en los inventarios de libros y en las bibliotecas.
Ha coorganizado el VII Congreso Internacional de Paleografía Griega (Madrid, 2008) y dos exposiciones de manuscritos griegos en la BNE (2008, Lecturas de Bizancio) y en la Universidad de Salamanca (2012, Diego de Covarrubias: el hombre y los libros), conociendo los manuscritos griegos iluminados conservados en España y publicando posteriormente estudios específicos sobre algunos de ellos.
En el curso 2009-10 realizó una estancia en el Departamento de Clásicas de la Universidad de Harvard, a la que siguió en 2013 una beca de verano en Dumbarton Oaks, Washington DC, donde comenzó a trabajar en la recepción de Aristóteles en Bizancio y especialmente en los escritos de Miguel Psellos.
Ha publicado en las más prestigiosas revistas de estudios bizantinos y paleografía (Byzantinische Zeitschrift, Jahrbuch der Österreichischen Byzantinistik, Revue des Études Byzantines, Byzantion, Greek Roman and Byzantine Studies, Rivista di Studi Bizantini e Neoellenici, Scriptorium, Segno e Testo) y colaborado en publicaciones de De Gruyter, Oxford University Press, Cambridge University Press, Editoria Vaticana, Brill, Brepols.