Sanja Cvetnić sudjelovala je u šest znanstveno-istraživačkih projekata. U početku je zaposlena (1991.) kao znanstveni novak u Strossmayerovoj galeriji na projektu voditelja dr. sc. Vinka Zlamalika Verifikacija atribucija u Strossmayerovoj galeriji, nakon obrane doktorske disertacije primljena je (1998.) kao suradnica na projekt voditeljice projekta dr. sc. Doris Baričević Kiparstvo i slikarstvo 17. i 18. stoljeća u kontinentalnoj Hrvatskoj 1997.-2002. Oba su projekta bila prijavljena pri MZOS-u u okviru znanstvene djelatnosti Hrvatske akademije znanosti i umjetnosti. Vodila je dva projekta: Ivan Krstitelj Ranger – monografska obrada (2003.-2007.) tijekom koga je primljen jedan znanstveni novak, koji je obranio doktorsku disertaciju te Slikarstvo i kiparstvo XVII. i XVIII. stoljeća u kontinentalnoj Hrvatskoj (2007.-2013.), kada su primljene dvije znanstvene novakinje, koje su u završnici rada na doktorskoj disertaciji. Usporedo s potonjim radila je kao suradnica na projektu 2007.-2013 Figuralne umjetnosti 13.-16. stoljeća u Hrvatskoj voditelja prof. dr. sc. Igor Fisković. Sva tri projekta su bila prijavljena pri MZOS-u u okviru znanstvene djelatnosti Filozofskoga fakulteta u Zagrebu. Trenutno vodi projekt odnosno istraživanje koje je dobilo potporu Sveučilišta u Zagrebu pod nazivom Likovna baština Dubrovačke Republike od XV. do XVIII. stoljeća i svjedočanstva venecijanskih, rimskih i napuljskih utjecaja (od 2013.).
Projekti na kojima je radila tiču se hrvatske likovne baštine, uglavnom u njezinu kontinentalnom dijelu, ali je u istraživačke zadatke uključivala umjetnike i djela jadranske Hrvatske, od Božidarevića do Benkovića. Svoj glavni istraživački interes Sanja Cvetnić ostvarila je u istraživanju ikonografskih problema u širokom spektru utjecaja teologije, politike, literature, odnosa slike i riječi te vizualne komunikacije, potom atributivnih problema talijanskih majstora u Hrvatskoj te stilskoga podrijetla tirolskoga slikarstva vezano za zidno slikarstvo Ivana Krstitelja Rangera.
Na dužnosti recenzenta za Javnu agenciju za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije radi od 2012. godine (7 recenzija znanstvenih projekata).
Znanstveni radovi, knjige i izlaganja na kupovima
Pregled znanstvenih radova prof. dr. sc. Sanje Cvetnić svjedoči da se ona tematski okupljaju u četiri uža područja, a to su istraživanja vezana za ikonografiju, poglavito nakon Tridentskoga sabora; istraživanja vezana za likovnu baštinu Bosne i Hercegovine; za opus slikara Ivana Krstitelja Rangera i na poslijetku za migraciju likovnih ideja i rješenja koja dotiče i tzv. pučku umjetnost. U ovom ćemo se prikazu detaljnije osvrnuti na neke od njih, koji reprezentiraju razdoblje od posljednjega izbora, a tematski i pristupom označuju cjelokupni njezin rad.
a) Istraživanja ikonografije:
Nakon objavljivanja knjige Ikonografija nakon Tridentskoga sabora (2007.) Sanja Cvetnić nastavila je s istraživanjima poslijetridentskih tema u ikonografiji određenih regija ili redovničkih zajednica te je na tu temu objavila Ikonografija i liturgija u umjetnosti Slavonije, Baranje i Srijema nakon Tridentskoga sabora (2009.), Zagrebački franjevci i ikonografija nakon Tridentskoga sabora (2010.) i Dominikanci u hrvatskim krajevima i ikonografija nakon Tridentskoga sabora (2010.). U tim istraživanjima posebnu vrijednost predstavlja pristup koji s različitih motrišta promatra širu pojavu – katoličku obnovu – jer prepliće liturgijske, političke, crkveno-organizacijske, povijesne mjene s onima o kojima svjedoče likovna djela. S tim širim saznanjem ikonografske promjene nakon Tridentskoga sabora postaju znatno razumljivije. O važnosti tridentskih promjena u Hrvatskoj izvjestila je na skupu u Leuvenu povodom 450. obljetnice dovršetka Tridentskoga sabora izlaganjem Scudum solidissimus: post-conciliar sacred imaginary at the south-eastern Catholic borders and beyond (2013.).
b) Istraživanje likovne baštine Bosne i Hercegovine:
U knjizi Barokni defter: studije o likovnim djelima XVII. i XVIII. stoljeća u Bosni i Hercegovini (2011.) Sanja Cvetnić obradila je skupinu djela na temelju kojih je moguće proširiti opuse i suvremene narudžbe venecijanskih slikara (poput braće Guardi) i venecijansko-dalmatinskih (kao što je Sebastiana Devita) i na područje Bosne i Hercegovine, zahvaljujući radu franjevaca. O tome je izvjestila domaće stručnjake i inozemne povjesničare umjetnosti izlaganjima Venetian Settecento in the Ottoman Bosnia (2009.) te Il quadro di Gian Antonio Guardi 'Ritorno della Sacra Famglia dal Tempio con sant'Antonio di Padova e l'iconografia post tridentina 'in Bosnia othomana', objavljenom potom u zborniku (2010.) te bosansko-hercegovačku javnost nizom stručnih članaka na pojedine teme.
c) Istraživanje slikara Ivana Krstitelja Rangera:
U članku Ioannes Baptista Rangger – Natione Tirolensis (2008.) Sanja Cvetnić razriješila je pitanje umjetničkoga podrijetla Ivana Krstitelja Rangera i rimskoga utjecaja o kome njegova djela svjedoče. Za tu je značajku ustanovila da se radi o prenesenoj pouci koju je u Tirol donio Egid Schor, a preuzeli brojni slikari, među kojima i Kaspar Waldmann, s kojim Ranger pokazuje znatne sklonosti. U članku Zidne slike Ivana Krstitelja Rangera u kapeli sv. Antuna Padovanskoga u franjevačkoj crkvi u Varaždinu: ikonografija, hagiografija i liturgija (2009.) istražila je likovne i hagiografske uzore za manje poznati Rangerov zidni ciklus, a u objavljenom izlaganju sa znanstvenoga skupa Tirol u Hrvatskoj: likovna baština zagrebačke biskupije u 18. stoljeću (2013.) analizirala je utjecaj Tirola na hrvatsku baštinu, u koji se uklapa i slikar Ranger, upozorivši da došljak iz Tirola nije osamljena pojava, a ni prvi koji je iz te grofovije došao u Hrvatsku.
d) Istraživanja migracije likovnih ideja i rješenja:
U člancima naizgled raznolike istraživačke tematike, poput odnosa slike i riječi – Verba (de)picta (2012.) ili kada se osvrće na istraživanja drvenoga graditeljstva prethodnih naraštaja poput Drveno graditeljstvo u studijama Anđele Horvat: stil i bezvremenost (2011.) pa i u knjizi Kapela sv. Barbare u Velikoj Mlaki, koju je uredila (2008.), Sanja Cvetnić naglašava autoritet slavnih predložaka i važnost vizualne komunikacije za pojedina likovna rješenja u domaćoj sredini. O tome je izvjestila u pozvanom izlaganju Iconography, (I)migration and Internet (2011.).