Sara Skoog Wallers forskning är inriktad på könsrelaterat våld med särskilt fokus på eftervåld (post-separation abuse), dvs. olika former av våld som förövare fortsätter att utöva mot den utsatta efter uppbrottet, myndigheters och rättsväsendets responser, och dess konsekvenser avseende de utsattas autonomi, hälsa, boendesituation och ekonomi. Sara har ett särskilt fokus på hur mammor och barn drabbas av eftervåld relaterat till processer som avgör frågor gällande vårdnad-, boende och umgänge.
Sara medverkar även i forskningsprojekt som handlar om våldsprevention, ökad upptäckt av våldsutsatthet samt samverkan och förbättrade arbetssätt avseende stöd och skydd till våldsutsatta.
I sin forskning betonar Sara teman som ensamhet och social isolering hos kvinnor som utsatts för könsrelaterat våld, samt coercive control, gaslighting, identitet och platsidentitet.
Sara disputerade med en avhandling i gränslandet mellan vittnespsykologi och språkperception i december 2019.