I temi di ricerca di Giovanna Casali sono relativi alla conservazione e alla valorizzazione del patrimonio musicale e si muovono, principalmente, in tre direzioni:
- la prima riguarda l'attuale assegno di ricerca, il cui oggetto sono le collezioni documentali, bibliografiche e museali conservate nelle principali istituzioni cittadine, limitatamente al periodo compreso tra il Rinascimento e il Novecento. I tre ambiti della produzione musicale testimoniata in modo rilevante dalle fonti conservate nelle collezioni bibliografiche bolognesi riguardano: la musica profana dei secoli XVI-XVII, la produzione oratoriale dei secoli XVI-XVII e la produzione operistica dei secoli XVII-XIX. Ciò che si vuole mettere in luce è l’importanza dell’aspetto letterario di questi tre ambiti attraverso la trascrizione completa di un cospicuo nucleo di testi, che confluiranno in alcuni database (es.: RePIM);
- la seconda è inerente al teatro musicale, con attenzione a due filoni in particolare. Il primo riguarda il rapporto fra le fonti antiche e la librettistica europea di Sei e Settecento. Tale ambito di ricerca è stato coltivato durante il corso di dottorato, culminato nella tesi intitolata Studi sulla fortuna del classico nel teatro musicale. Miti, personaggi, drammaturgie a confronto. Il secondo filone riguarda una ricerca sulle tipologie di personaggi protagonisti delle opere del Settecento.
- la terza concerne lo studio del patrimonio musicale dei popoli del mondo antico. In quanto membro di MOISA (International Society for the Study of Greek and Roman Music and Its Cultural Heritage), gli interessi di ricerca vertono sullo studio della musica antica, con particolare attenzione alla sua ricezione e rielaborazione. La ricerca riguarda, in particolare, le composizioni musicali per le rappresentazioni classiche nell'Italia del XX secolo.