Była prekursorką nowej gałęzi chemii – radiochemii. Do jej dokonań należą: rozwinięcie teorii promieniotwórczości, technik rozdzielania izotopów promieniotwórczych oraz odkrycie dwóch nowych pierwiastków – radu i polonu. Z jej inicjatywy prowadzono także badania nad leczeniem raka za pomocą promieniotwórczości.
