Ze is gespecialiseerd in de ontwikkeling van gebieden die getroffen zijn door rampen of conflicten, met een speciale focus op hulp-maatschappij relaties: de impact van humanitaire hulp op de samenleving en de manier waarop mensen en instellingen vormgeven aan de organisatie van hulpverlening. In haar onderzoek richt ze zich op de vraag hoe hulpverlening bij noodsituaties zo georganiseerd kan worden dat mensen op eigen kracht verder kunnen. Hilhorst onderzocht onder andere de gevolgen van de tsunami in Zuid-Oost Azië en het effect van noodhulp in landen als Angola en Rwanda.