תחומי המחקר של דר' בת-חן נחמיאס-בירן הם בממשק שבין הנדסת תחבורה ומערכות. היא חוקרת את הפוטנציאל וההשפעות של טכנולוגיות וצורות חדשות של ניידות על מערכות תחבורה והמארג העירוני, תוך התמקדות ב:
• מערכות עירוניות ותחבורתיות מורכבות בקנה מידה גדול
• כלי הערכה חדשניים מבוססי סימולציה
• מערכות תחבורה חכמות/עתידניות/אוטונומיות
• מערכות תחבורה וקיימות
• שוויוניות בתחבורה וסביבה
• חישה ומידול התנהגות