Anne Bourbonnais s’intéresse aux soins infirmiers aux personnes âgées qui vivent une perte de capacités cognitives ou physiques. Son programme de recherche à titre de titulaire de la Chaire de recherche en soins infirmiers à la personne âgée et à la famille et de la Chaire de recherche du Canada sur les soins aux personnes âgées porte sur l'amélioration du bien-être et de la qualité de vie des personnes âgées vivant avec un trouble neurocognitif majeur et de leurs proches. Plus spécifiquement, ses travaux visent à mieux comprendre l’expérience et les comportements de ces personnes âgées et à développer des interventions infirmières novatrices afin d’améliorer la qualité des soins. Puisque l’expérience et les comportements des personnes âgées sont influencés et ont des répercussions sur les personnes qui les entourent, ces interventions ciblent la triade que constituent la personne âgée, ses proches aidants et ses soignants. Elle utilise des méthodes de recherche variées (qualitatives, quantitatives, mixtes). Elle a aussi un intérêt pour les phénomènes sociaux plus larges que sont le vieillissement et l’âgisme, ainsi que pour les fondements philosophiques et théoriques de la discipline infirmière.

Ses intérêts en recherche portent sur le développement et l’évaluation d’interventions infirmières psychoéducatives au regard des soins aux personnes atteintes de la maladie d'Alzheimer ou de maladies apparentées et à leurs proches aidants. Son travail et ses études l’ont amené à participer, notamment avec la Chaire Desjardins en soins infirmiers à la personne âgée et à la famille, à des projets qui ont donné lieu à des programmes de formation récemment accrédités par la Faculté des sciences infirmière de l'Université de Montréal.

Son projet postdoctoral de style recherche-action est une continuité de son sujet doctoral et se focalise sur la clientèle âgée atteinte de troubles neurocognitifs majeurs.