Pernille Leth-Espensen forsker i feltet mellem kunst, videnskab og teknologi fra forskellige perspektiver og perioder.
Som forsker i projektet Skjulte Plantehistorier
Aktuelt arbejder hun med krydsfeltet mellem planter, kolonialisme og køn i danske malerier fra 1800-tallet i det Veluxfinansierede kollektive projekt Skjulte plantehistorier.
Tematisk interesserer hun sig for, hvordan stueplanterne spiller sammen med kolonialisme, køn og klasse.
Ph.d. og postdoc om biokunst
Hendes ph.d. og postdoc omhandlede samtidskunst skabt med naturvidenskabelige teknologier.
Andre forskningsinteresser
Hun har også forsket i kunst, der tematiserer det mekaniske urs historie, skrevet om illustrationer af blodtransfusioner fra 17-19 århundrede, om dukkens animation samt om pengeseddelikonografi.
Andre ansættelser
Udover tidligere ansættelser ved Aarhus Universitet har hun også været ansat på Viborg Kunsthal og Det Jyske Kunstakademi.