Isabelle De Groote is vooral actief in de studie van de menselijke evolutie, met een focus op de moderne menselijke diversiteit en het ontstaan, de evolutie en het verdwijnen van Neanderthalers, en de daarmee samenhangende vraag naar de oorsprong van anatomisch en gedragsmatig moderne mensen. Momenteel richt mijn onderzoek zich op drie onderwerpen: 1) het begrijpen van de overgang van een jager-verzamelaar levensstijl naar een van voedselproductie in Noordwest-Europa, 2) het bestuderen van verschillen in post-craniale morfologie tussen moderne menselijke populaties en de invloeden van klimaat, activiteit en erfelijkheid; en 3) het toepassen van modellen gebaseerd op moderne menselijke diversiteit om de waargenomen verschillen tussen Neanderthalers en vroege moderne mensen te contextualiseren. Via mijn onderzoek naar post-craniële anatomie ben ik ook geïnteresseerd in de ontogenie van de menselijke skeletdiversiteit en de relaties tussen activiteit, omgeving en groeipatronen.