Posner befasste sich mit Aufmerksamkeit bei visueller räumlicher Suche (unter anderem Spatial-Cueing-Paradigma bzw. Posner Cueing Task, die die Fähigkeit einer Person misst ihre Aufmerksamkeit auf etwas anderes zu richten), Lesen und Zahlenrechnen. Er entwickelte die Methode der Mentalen Chronometrie von Frans Donders weiter (dargelegt in seinem Buch Chronometric Explorations of Mind von 1976), wobei einzelne kognitive Prozesse unterschieden werden durch Vergleich von Aufgaben mit oder ohne diesen Prozess (zum Beispiel Letter Matching Task als Beispiel elementarer kognitiver Aufgaben). Er untersuchte auch die Lokalisierung kognitiver Funktionen im Gehirn mit PET (und anderen bildgebenden Verfahren) und die Veränderung der Muster von Gehirnaktivität bei zunehmend komplexen Aufgaben. Er untersucht auch genetische und Umwelt-Einflüsse auf die Ausbildung der Aufmerksamkeitsfunktionen im Gehirn und das Training von Aufmerksamkeit bei Kindern und Jugendlichen. Er beschrieb mit Yoav Cohen zuerst Inhibition of return.
Deutsche Übersetzung: Kognitive Psychologie, München: Juventa Verlag 1976
Chronometric Explorations of Mind, Hillsdale: Lawrence Erlbaum 1976
mit Marcus Raichle: Images of Mind, Scientific American Books 1994
Deutsche Ausgabe: Bilder des Geistes : Hirnforscher auf den Spuren des Denkens, Spektrum Akademischer Verlag 1996
mit M. K. Rothbart u. a.: Training, maturation and genetic influences on the development of executive attention. Proc. Nat. Acad. Sci., Band 102, 2005, S. 14931–14936.
mit Mary K. Rothbart: Educating the Human Brain, American Psychological Association 2007
mit Y. Tang: Attention training and Attention State Training, Trends in Cognitive Science, Band 13, 2009, S. 222–227.
Herausgeber: Cognitive Neuroscience of Attention, Guilford Press, 2. Auflage 2011
mit S. E. Petersen: The attention system of the human brain: 20 years after, Annual Review of Neuroscience, Band 35, 2012, S. 71–89.
mit M. K. Rothbart, B. E. Sheese, P. Voelker: Developing Attention: Behavioral and Brain Mechanisms, Advances in Neuroscience 2014
mit A. P. Weible u. a.: Rhythmic brain stimulation reduces anxiety-related behavior in a mouse model based on meditation training, Proc. Nat. Acad. Sci., Band 114, 2017, S. 2532–2537, PMID 28223484
Michael I. Posner, Mary K. Rothbart: Fifty years integrating neurobiology and psychology to study attention, Biological Psychology, Volume 180, 2023, 108574, https://doi.org/10.1016/j.biopsycho.2023.108574.
↑Laudatio: For outstanding contributions to the understanding of spatial attention and for pioneering investigations of the neural basis of cognition using non-invasive functional brain imaging methods.
