Katja Maass' Arbeitsschwerpunkte liegen in den Bereichen Modellierungen und Anwendungen (Lösung offener, realistischer Probleme mit Hilfe der Mathematik), Demokratiebildung im MINT-Bereich (z.B. Reflexion darüber, wie MINT-Fächer zur Lösung gesellschaftlicher Probleme wie Klimawandel, Armutsbekämpfung und Krankheitsbekämpfung beitragen können) und forschendes Lernen im mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterricht. Neben der Lehre und Forschung in diesen Bereichen ist ihre Arbeit durch einen großen Bezug zum Unterrichtsalltag und das Interesse den mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterricht konkret zu fördern, gekennzeichnet. Sie arbeitet daher insbesondere in den Bereichen Lehrer*innenfortbildung, Entwicklung moderner Unterrichts- und Fortbildungsmaterialien sowie Verbreitung innovativer didaktischer Ansätze mit einer Vielzahl von Akteuren im Bereich mathematisch-naturwissenschaftlichen Bildung zusammen.
Katja Maass hat bisher mehrere große europäische Projekte koordiniert, die sich auf Forschung, Materialentwicklung und die weite Verbreitung innovativer Lehr- und Lernansätze im MINT-Unterricht konzentrieren (siehe Forschung und Projekte). Durch den Erfolg dieser Projekte hat sie sowohl ihre Führungs- als auch ihre Managementfähigkeiten unter Beweis gestellt - wie z.B. durch PRIMAS, das eines der erfolgreichsten Projekte der letzten Jahre im Bereich „Science in Society“ im 7. Forschungsrahmenprogramm war und von der Europäischen Kommission als Erfolgsgeschichte ausgezeichnet wurde.
Katja Maass verfügt über umfangreiche Erfahrungen in der Entwicklung von Materialien für die MINT-Ausbildung. Diese Erfahrung zeigt sich z.B. in den Projekten Mascil, Masdiv, Primas, Compass, sowie in mehreren Büchern, die zahlreiche Aufgaben mit authentischen, realitätsbezogenen Kontexten enthalten. Sie verfügt über fundierte, wertvolle Erfahrungen in der internationalen Zusammenarbeit auf dem Gebiet der Forschung, Entwicklung und Verbreitung innovativer didaktischer Ansätze im Bereich der MINT-Bildung und in der Kooperation mit Vertreter*innen aus Forschung, Praxis, Wirtschaft und Politik. So kann sie sich auf ausgezeichnete lokale, regionale und internationale Verbindungen zu Forscher*innen, Lehrer*innen, Fortbildner*innen sowie Vertreter*innen der Bildungsbehörden, der Wirtschaft und europäischen Institutionen und Netzwerken (wie z.B. Eurydice, Scientix oder Science on Stage) stützen.
In ihrer Forschung legt Katja Maass großen Wert auf die Umsetzung innovativer Lehransätze im Unterrichtsalltag. Zu ihren Forschungsbereichen gehören: die Auswirkungen von Modellierungen und Anwendungen im MINT-Unterricht auf die Schülerinnen und Schüler; die Auswirkungen der Überzeugungen von Schülerinnen und Schülern und Lehrkräften auf das Lernen; interdisziplinäre Lehransätze; forschendes Lernen und Lehren; und die Auswirkungen von Lehrerfortbildungskursen auf den Unterricht.