Zainteresowania naukowe prof. dr hab. Moniki Bugno-Poniewierskiej skupiają się na zagadnieniach dotyczących genetyki zwierząt, ze szczególnym uwzględnieniem koni. W badaniach stosuje metody cytogenetyczne do oceny prawidłowości kariotypu zwierząt przeznaczonych do rozrodu. Wraz z rozwojem metod cytogenetyki molekularnej jej zainteresowania naukowe zostały skierowane na zagadnienia związane z zastosowaniem technik molekularnych w ocenie genomu zwierząt gospodarskich, szczególnie na uzyskiwaniu malujących sond molekularnych metodą mikrodysekcji, co umożliwiło znaczne zwiększenie precyzyjności identyfikacji nieprawidłowości chromosomowych zarówno w komórkach mitotycznych jak i mejotycznych, jak również pozwoliło na poszerzenie badań o mapowanie genów czy też zagadnienia ewolucyjne. W swoich badaniach wdrożyła takie techniki jak: macierze CGH, macierze SNP oraz sekwencjonowanie następnej generacji (NGS), dzięki którym możliwe jest przeprowadzenie wielkoskalowych analiz na poziomie genomu.