Hristina Mitrović je istraživač saradnik u Grupi za interakcije probiotika i mikrobiote sa domaćinom pri Institutu za molekularnu genetiku i genetičko inženjerstvo, Univerziteta u Beogradu. Njeno istraživanje usmereno je na osu crevo-mozak i ulogu probiotika i postbiotika u regulaciji crevne i neuroinflamacije, kao i depresije.

U fokusu njenog rada nalazi se izolacija i karakterizacija anaerobnih bakterija koje proizvode GABA, kao i ispitivanje njihovih efekata kroz in vitro i in vivo modele. U svojim istraživanjima integriše pristupe iz mikrobiologije, imunologije i neurobiologije, uz primenu genomskih, transkriptomskih, metagenomskih i metabolomskih analiza radi razumevanja mehanizama kojima mikroorganizmi utiču na crevni, nervni i imunski sistem.

Pored naučnoistraživačkog rada, aktivno učestvuje u promociji i popularizaciji nauke kroz edukativne programe, predavanja i interaktivne postavke posvećene mikrobiomu i njegovom značaju za ljudsko zdravlje.