Hanne Meijers-Heijboer is klinisch geneticus met als specialisatie genetisch onderzoek naar erfelijke kanker. Andere speerpunten zijn genetisch onderzoek rondom zwangerschap en na de geboorte, en psychosociale aspecten van genetisch onderzoek. Het onderzoek van Meijers-Heijboer is gericht op verbetering van de vooruitzichten van patiënten en hun familieleden, en van bevolkingsgroepen, door gebruik te maken van de kennis over erfelijke oorzaken van ziekten.

Op het gebied van erfelijke kanker richt ze zich onder andere op verbetering van de identificatie van personen met een genetisch verhoogd risico op kanker, het eerder diagnosticeren van tumoren bij personen met screening, en op het ontwikkelen van zogenaamde gene-tailored therapie bij patiënten met een erfelijke tumor door bestudering van fundamentele biologische processen. Het onderzoek van Meijers-Heijboer rondom zwangerschap en geboorte is gericht op het uitrollen van verantwoorde preconceptionele genetische testen bij risicopopulaties en bij de algemene bevolking.  Ook richt ze zich op het verbeteren van de medische en psychosociale zorg tijdens de zwangerschap/na de geboorte wanneer er sprake is van een aangeboren afwijking of erfelijke ziekte bij het kind.

Meijers-Heijboer is sinds 2006 hoogleraar Klinische Genetica aan VUmc en is sinds 2011 hoofd van de afdeling Klinische Genetica aan VUmc en AMC.  Ze is Principal Investigator aan het AMC en werkt als docent en opleider van medische studenten en aios van VUmc, en geeft nascholing aan artsen. Meijers-Heijboer publiceerde in tal van wetenschappelijke tijdschriften, onder meer in Nature Genetics, Journal of the National Cancer Institute en Genome Research.