Inizia la sua attività di ricerca in ambito neuropsicologico e riabilitativo con progetti di ricerca sui disturbi attentivi e sulla sindrome del neglect spaziale unilaterale in soggetti con danno cerebrale. Durante il periodo di Dottorato, la sua ricerca si rivolge ai meccanismi biologici della plasticità cerebrale e delle sue implicazioni nella riabilitazione di pazienti colpiti da ictus e trauma cranio-encefalico. Approfondisce i correlati biologici della percezione visiva del corpo e del volto, e la discriminazione dell’azione, con particolare riferimento ai disordini dovuti a lesioni del Sistema nervosa centrale e periferico.
Gli ambiti di ricerca del laboratorio da lei coordinato (NPSY.Lab-VR, http://profs.formazione.univr.it/npsy-labvr/) presso l'Università di Verona riguardano aspetti legati al comportamento sociale, principalmente la rappresentazione del corpo, dello spazio e dell’azione in pazienti con danno neurologico e con dolore cronico. Coordina l’European Platform for Research in Spinal Cord Injury (SCI-Research. Group, http://profs.formazione.univr.it/npsy-labvr/spinal-cord-injury-research-center/) ed è nel gruppo promotore del gruppo di ricerca BRNET (Body Representation Network, https://bodyrepresentation.wixsite.com/brnet/about)- Altro tema di ricerca riguarda le demenze e in particolare gli aspetti legati alle interazioni sociali, ai disturbi di consapevolezza e alle capacità decisionali nelle varie forme di deterioramento cognitivo.
Valentina Moro è fortemente impegnata nella divulgazione scientifica. Grazie alla sua formazione interdisciplinare e agli stretti contatti con esperti nell’ambito della neurologia, riabilitazione, antropologia, filosofia e pedagogica, è impegnata nella formazione del personale in ambito riabilitativo e scolastico e dei famigliari e caregivers dei pazienti.