Христина Митровић је истраживач сарадник у Групи за интеракције пробиотика и микробиоте са домаћином при Институту за молекуларну генетику и генетичко инжењерство, Универзитета у Београду. Њено истраживање усмерено је на осу црево-мозак и улогу пробиотика и постбиотика у регулацији цревне и неуроинфламације, као и депресије.

У фокусу њеног рада налази се изолација и карактеризација анаеробних бактерија које производе GABA, као и испитивање њихових ефеката кроз in vitro и in vivo моделе. У својим истраживањима интегрише приступе из микробиологије, имунологије и неуробиологије, уз примену геномских, транскриптомских, метагеномских и метаболомских анализа ради разумевања механизама којима микроорганизми утичу на цревни, нервни и имунски систем.

Поред научноистраживачког рада, активно учествује у промоцији и популаризацији науке кроз едукативне програме, предавања и интерактивне поставке посвећене микробиому и његовом значају за људско здравље.