Ze onderzoekt het gedrag van mensen in organisaties. Haar experimenten waarin ze hersenactiviteit en stress in kaart brengt, combineert ze met observaties bij mensen op het werk. Zo kijkt ze hoe het is om als vrouw, etnische Nederlander of homo carrière te maken. Maar ook onderzoekt ze hoe mensen zich laten leiden door het ethische klimaat op hun werk, bijvoorbeeld in de financiële sector. Ellemers ontving voor haar werk de Spinozapremie en is lid van de Koninklijke Nederlandse Academie van Wetenschappen (KNAW). Ze is één van de initiatiefnemers van het Nationaal Integratiefonds (www.nationaalintegratiefonds.nl) en een Athena's Angel (www.athenasangels.nl).