Birte Forstmann doet onderzoek naar gedrags- en neurale mechanismen, en naar structurele hersenafwijkingen die ten grondslag liggen aan adaptieve cognitieve controleprocessen. Zij is in het bijzonder geïnteresseerd in de individuele verschillen bij besluitvorming en interferentiecontrole. Forstmann onderzoekt dit middels MRI. Daartoe combineert ze wiskundige en beschrijvende modellen met functionele MRI (een speciale MRI-techniek waarbij hersenenactiviteit door middel van een computer zichtbaar wordt gemaakt in een driedimensionaal beeld) en Diffusie Tensor MRI (DTI) (een relatief nieuwe, beeldvormende techniek die het mogelijk maakt om informatie over de structuur van weefsels af te beelden).

Forstmann is sinds 2008 research fellow aan de Universiteit van Amsterdam (UvA) en hoofd van het Quantitative cognitive neuroscience lab van de UvA. Forstmann slaagde erin vele onderzoeksubsidies te verwerven, waaronder een Starting Grant van de European Research Council (ERC) en een Vidi-subsidie van de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO). Zij publiceerde in toonaangevende wetenschappelijke tijdschriften als Nature Neuroscience, PNAS en The Journal of Neuroscience. Forstmann zit in de programmacommissie van het Spinoza Centrum.