La investigación de Susan Athey se encuentra en las áreas de organización industrial, teoría microeconómica y econometría aplicada. Su investigación actual se centra en el diseño de mercados basados ​​en subastas y la economía de Internet, principalmente en la publicidad en línea y la economía de los medios de comunicación. También ha estudiado mecanismos y juegos dinámicos con información incompleta, estática comparativa bajo incertidumbre y métodos econométricos para el análisis de modelos de subastas.