Annie Talbot a acquis plus de 15 ans d'expérience en recherche clinique, allant des essais cliniques aux études d'interventions terrain. Elle a été co-investigateur sur un certain nombre d'essais cliniques de phase III pour les médicaments antirétroviraux au Québec et dans le cadre de la bourse de recherche à l'Université de Stanford. Elle a été l'investigateur principal pour une étude épidémiologique au Rwanda publiée en 2013 dans AIDS Education Prevention Journal ainsi qu'une étude d'intervention communautaire qui visait l'usage d'alcool et de drogues chez les jeunes rwandais. De plus, durant son séjour à l'Université de Stanford, elle a été co-investigateur et auteur principal d'une étude épidémiologique sur la résistance aux médicaments chez les adultes infectés par le VIH, expérimentés aux antirétroviraux, publié dans Antimicrobial Agents and Chemotherapy en 2010. Depuis qu'elle a joint le CRCHUM, elle participe à des projets de recherche clinique sur le traitement des dépendances, incluant le projet Optima et le Projet Cannabidiol.