Jullien Flynn s'intéresse à la signification fonctionnelle de l'ADN répétitif, qui est la partie du génome qui évolue le plus rapidement. Ses recherches, qui utilisent les outils de la génétique, de la génomique, et de la microscopie, visent à comprendre comment l'instabilité de l'ADN répétitif influence le développement au cours de la reproduction. Ses recherches s'appuient sur l'organisme modèle Drosophila (mouche des fruits).