Esther Lutgens onderzoekt hoe vasculaire ziekten zoals atherosclerose worden veroorzaakt en gemoduleerd door het immuunsysteem. Atherosclerose is een chronische ontsteking van de grote arteriën (slagaders) die vaak ontstaat onder hyperlipidemische omstandigheden. Het is de onderliggende oorzaak van hart- en vaatziekten. Atherosclerose ontstaat in ieder mens, en kan, als een atherosclerotische plaque een bepaald stadium bereikt, klinische aandoeningen veroorzaken zoals een hartinfarct of beroerte. Lutgens richt zich met name op de rol van zogeheten co-stimulatoire moleculen, een familie van modulatoren van het immuunsysteem, in dit proces. Door het immuunsysteem met behulp van co-stimulatie te activeren of inhiberen, kan de atherosclerotische plaque stoppen met groeien, minder ontstekingscellen gaan bevatten, en neemt de kans op klinische complicaties af. Lutgens onderzoekt welke immuuncellen hierbij betrokken zijn, welke signaaltransductie routes van belang zijn, en probeert op basis hiervan nieuwe farmaca te ontwikkelen.

Lutgens was werkzaam als hoogleraar aan de Universiteit Maastricht. Ze is als visiting professor verbonden aan de Ludwig-Maximilians-Universität München (Dui). In 2007 ontving Lutgens van ZonMW een Vidi-subsidie, en in 2009 ontving ze een Established Investigator grant van de Nederlandse Hartstichting. In Duitsland kreeg ze van de Alexander von Humboldt Foundation de Sofja Kovalevskaja Award, een belangrijke academische prijs in Duitsland waaraan een onderzoeksbedrag van 1,65 miljoen euro is verbonden. Lutgens heeft vele publicaties in vaktijdschriften op haar naam staan, onder meer in Nature Medicine, The Journal of Experimental Medicine, Cell Metabolism, Circulation en Arteriosclerosis, Thrombosis and Vascular Biology.