Nynke van Dijk doet zowel klinisch als toegepast onderwijskundig onderzoek naar methoden om de kwaliteit van de huisartsopleiding en de toepassing van evidence in de huisartsenpraktijk te vergroten. Zij onderzoekt daartoe met haar groep de wijze waarop aios (arts in opleiding tot specialist) huisartsgeneeskunde en ervaren huisartsen tot nieuw gedrag in de praktijk komen. Hierbij kijkt Van Dijk onder andere naar de rolmodelfunctie van de huisartsopleiders en de manier waarop zij nieuwe inzichten overdragen aan hun aios. Ook onderzoekt ze de wijze waarop verschillende groepen aios informatie verwerven en of het patiëntenaanbod van de aios gestuurd kan worden zodat de aios meer gericht kan leren omgaan met bepaalde patiëntengroepen. Daarnaast beoordeelt Van Dijk hoe nieuwe onderwijsmethoden, zoals blended en team-based learning en specifieke vormen van toetsing het gedrag van (aanstaande) huisartsen in de praktijk beïnvloeden.

Als docent is Van Dijk verantwoordelijk voor de coördinatie van het honoursprogramma in de masteropleiding Geneeskunde. Ook is ze lid van de curriculumcommissie van de nieuwe bachelor geneeskunde. Ze geeft onderwijs in evidence-based medicine aan studenten, aios en opleiders van de huisartsopleiding. Daarnaast is ze lid van het MT en coördinator toetsing en beoordeling van de huisartsopleiding, waarbij ze het landelijk beleid mede ontwikkelt en inpast in de lokale opleidingssituatie. 

Van Dijk is arts - klinisch epidemioloog en onderwijskundige in het AMC. Ze is staflid huisartsgeneeskunde/huisartsopleiding en Principal Investigator van de onderzoeksgroep ‘kwaliteit van onderwijs en opleiding’. Van Dijk verwierf diverse subsidies, onder meer van ZonMw. Ze is penningmeester en lid dagelijks bestuur van de Nederlandse Vereniging voor Medisch Onderwijs.