L’attività di ricerca di Marco Modenesi si orienta nel campo della Letteratura francese e di quello delle Letterature francofone. Per quanto riguarda la Letteratura francese, i suoi studi e numerose pubblicazioni si focalizzano sulla produzione poetica e narrativa della fin-de-siècle e del Novecento. In particolare, da oltre un decennio, studia la specificità del romanzo simbolista-decadente, privilegiando autori come J.K. Huysmans, G. Rodenbach, J. Lorrain, A. Villiers de l’Isle-Adam, O. Mirbeau. Accanto a questi studi, trovano posto ricerche nel campo della poesia dell’Esprit Nouveau (Apollinaire, Max Jacob) e del romanzo poliziesco di lingua francese. Nel quadro delle Letterature francofone, i suoi interessi scientifici toccano principalmente le francofonie extra europee, quali il Québec e il Canada francofono (Acadie) (con particolare attenzione a tutti i tratti di americanità del romanzo quebecchese di autori quali J. Poulin, J. Godbout, R. Lalonde), l’Africa nera (è autore, con L. Nissim e S. Riva della prima storia della letteratura francofona del Mali), con particolare attenzione al romanzo del Mali, del Burkina Faso, del Bénin e del Togo) e i Caraibi (P. Chamoiseau, M. Condé).