Сфера интересов связана с изучением состава, строения и условий формирования природных резервуаров нефтегазоносных бассейнов России. Основными объектами исследований за последние годы стали продуктивные отложения ванаварской свиты Ново-Юдоконского месторождения и продуктивные отложения викуловской свиты Красноленского свода.

С 2020 года и по сегодняшний день основным объектом исследований является керн стратиграфических малоглубинных скважин шельфа арктических морей. 

Помимо научной работы Надежда Сергеевна ведет обширную педагогическую деятельность. Является преподавателем практических занятий по курсам «Процессы литогенеза», «Стадиальный анализ», «Литология» и «Литология доп.главы», а также лектором по курсу «Литофациальный анализ нефтегазоносных толщ» и «Фациальный анализ». 

С 2016 года и по настоящее время преподаватель учебной практики по «Нефтяной геологии», которая проводится для студентов кафедры после окончания 3 курса. Ежегодно руководит 1-2 студенческими работами – курсовыми, а также является консультантом бакалаврских и магистерских работ. В 2025 году выпустила группу студентов кафедры в качестве куратора. За время работы на кафедре приняла участие более чем в 20 научно-исследовательских работах. Результаты исследований отражены в научных работах.