Binnen zijn onderzoek houdt Drexhage zich met name bezig met psychiatrische stoornissen, waaronder schizofrenie en bipolairiteit (wisselende stemmingen) en de relatie van deze psychiatrische aandoeningen met auto-immuunziekten, zoals auto-immuunziekten aan de schildklier (bijvoorbeeld hypothyreoidie). Drexhage stelt dat psychische stoornissen, met name depressies, manieën en psychoses, vaak het gevolg zijn een soort van overactiviteit van immuuncellen in het brein (een soort milde vorm van 'hersenontsteking'). Deze hersenimmuuncellen worden microglia genoemd.

Momenteel leidt Drexhage een grootschalig Europees onderzoek, gesubsidieerd door de EU, waar onderzoek wordt gedaan naar gen-expressie van immuuncellen, inclusief de microglia. Daarbij worden duidelijke afwijkingen in de immuuncellen gevonden, en de vraag rijst welke factoren ervoor zorgen dat bepaalde genen actief worden in deze immuuncellen. Wanneer het onderzoek aantoont dat er een onomstotelijk causaal verband is tussen deze bepaalde vormen van hersenontsteking en psychische aandoeningen, zouden huidige behandelingen als psychiatrische therapie kunnen worden aangevuld met onstekingsremmende middelen.