Denny Borsboom doet onderzoek naar meetproblemen in de psychologie. Een leidende vraag in zijn onderzoek is hoe theoretische constructen in de psychologie (bijvoorbeeld intelligentie, depressie of extraversie) gerelateerd moeten worden aan waarneembaar gedrag of functies daarvan (bijvoorbeeld IQ-scores, diagnoses of antwoorden op een vragenlijst). Daarbij bestudeert Borsboom niet alleen de inhoudelijk psychologische theorie die bij deze vraag komt kijken, maar ook de statistische en wetenschapsfilosofische achtergrond daarvan. Zijn psychologische eigenschappen eigenlijk wel meetbaar? Hoe verhouden psychologische meetmethoden zich tot die van de natuurwetenschappen? In welke wetenschapsfilosofische traditie moeten we moderne meetprocedures plaatsen?

Dit soort vragen raakt aan de grondslagen van de psychologie zelf, maar vormt ook een hoofdonderwerp van de psychometrie – de tak van wetenschap die zich bezighoudt met statistische meetmodellen voor de analyse van psychologische gegevens. Het onderzoek van Borsboom bevindt zich daarom op het snijvlak van de psychologie en psychometrie  Hij bekijkt hoe statistische modellen zo nauw mogelijk aangesloten kunnen worden bij de inhoudelijke theorie. Soms noopt dat tot de constructie van nieuwe statistische modellen; soms tot het ontwikkelen van nieuwe inhoudelijke theorie. Borsboom publiceert niet alleen in methodologische bladen, maar ontwikkelt ook nieuwe psychologische theorie die vaak terechtkomt in vakinhoudelijke tijdschriften. Dit is vrij uitzonderlijk in de psychometrische traditie, en stelt hem in staat om bruggen te bouwen tussen de verschillende vakgebieden.

Borsboom is sinds 2008 universitair hoofddocent bij de afdeling Psychologie van de UvA. Hij promoveerde daar in 2003 cum laude en was vervolgens eerst werkzaam als universitair docent. In 2004 ontving hij een Erskine fellowship van de University of Canterbury (Nieuw-Zeeland). Borsboom verwierf verschillende onderzoeksubsidies, waaronder een Veni en Vidi van de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO). Hij publiceert geregeld in wetenschappelijke tijdschriften als Psychological Review en Behavioral and Brain Sciences. In 2005 verscheen bij Cambridge University Press zijn boek Measuring the mind: Conceptual issues in contemporary psychometrics. In 2013 verschijnt bij Routledge zijn tweede boek Frontiers of test validity theory: Measurement, causation, and meaning. Borsboom zit in de redactieraad van onder meer Frontiers of Quantitative Psychology, Educational Measurement: Issues and Practice en European Journal of Personality.