Rebecca Oppenheimer je srovnávací exoplanetární vědec a zkoumá planety obíhající kolem jiných hvězd než je Slunce. Byla prvním vědcem, který studoval složení atmosféry, chemii a fyziku hvězdných objektů mimo naši sluneční soustavu. V její optické laboratoři byla vyvinuta řada nových astronomických přístrojů určených k přímému pozorování a pořizování spekter blízkých slunečních soustav s exoplanetami. Jedním z cílů jejího výzkumu je najít život mimo sluneční soustavu.
Rebecca Oppenheimer je popularizátorkou astrofyziky a pravidelně přednáší o astronomickém výzkumu veřejnosti i odborníkům. Publikovala již více než dvě stě šedesát výzkumných a veřejně orientovaných vědeckých článků. Podle Google Scholar byly od roku 2021 její články citovány 10 878krát. Její h-index je 55 a i10-index je 133.
Rebecca Oppenheimer je trans žena a aktivistka za práva LGBT lidí. Svoji orientaci přiznala v roce v roce 2014 v New York Times, kde psala o tom, že je transgender a vědkyně.
Je držitelkou tří patentů, je spoluobjevitelkou prvního hnědého trpaslíka Gliese 229 a je aktivní ve výzkumu exoplanet.
Vedla nebo se podílela na mnoha nových přístrojových projektech, včetně Lyotova projektu, Gemini Planet Imager, Palomar Adaptive Optics a Palomar Advanced Radial Velocity Instrument.
Observatoř PalomarV březnu 2004 spolupracovala na nasazení nejcitlivějšího koronografu na světě - na teleskopu AEOS na Maui. V červnu 2008 její tým nasadil ještě přesnější a citlivější zobrazovací systém exoplanet na observatoři Palomar. Tento nástroj se nazývá Project 1640 a zahrnuje výzkumníky z AMNH, Cambridge, Caltech a NASA/JPL.
Ve své laboratoři v muzeu Rose Center for Earth and Space vyvinula systém potlačení hvězdného světla pro projekt International Gemini Observatory Planet Imager (GPI).
Srovnání velikostí hvězdných objektů - dole bílí trpaslíci (white dwarfs) a hnědí trpaslíci (brown dwarfs)V březnu 2013 se Projekt 1640, na kterém spolupracovala, stal prvním výzkumem všech známých planet v jiném planetárním systému.
Pracuje také na ultrachladných bílých trpaslících (zbytcích normálních hvězd) a hnědých trpaslících (objektech podobných hvězdám, které jsou příliš malé na to, aby byly hvězdami, ale příliš velké na to, aby se daly nazývat planetami). Je spoluobjevitelkou prvního hnědého trpaslíka zvaného Gliese 229B. Pracuje také na jejich roli při tvoření baryonické temné hmoty, stejně jako koronografii a schopnosti vidět slabé nebeské objekty vedle jasných.
Působila v mnoha poradních výborech NASA, včetně TPF Science and Technology Definition Team, v různých výborech NSF a NRC, NASA Astrophysics Senior review for 2014, 2016 (předsedala) a 2019.
Od roku 2015 je členem komise NASA pro hodnocení technologií exoplanet.
Velké úsilí věnuje vzdělávání studentů i široké veřejnosti. Je kurátorkou zpráv a dokumentů AstroBulletin a Atlasu digitálního vesmíru. Je kurátorkou výstavy Searching for New Worlds a spolukurátorkou vesmírné výstavy Journey to the Stars.
Její video The Known Universe vytvořené jako součást výstavy v Rubin Museum je raným příkladem vědeckého videa, které se stalo virálním na YouTube v roce 2009.
