Les recherches de Fiona Petchey portent sur l'application des techniques de radiocarbone à l'amélioration des chronologies archéologiques par l'étude conjointe de la taphonomie du site et des effets du radiocarbone (C-14) spécifiques à l'échantillon dans la coquille et l'os, causés par le régime alimentaire et les conditions environnementales.