Les recherches de Mélanie Millette portent sur les usages politiques et culturels des médias sociaux, plus particulièrement sur les enjeux de visibilité et de participation citoyenne pour les personnes en posture minoritaire ou marginalisée. Elle développe actuellement trois principaux filons de recherche. D’abord, elle étudie la visibilité et l’invisibilité médiatique des personnes LGBTQ+, afin de saisir le rapport à la puissance d’agir qui peut en résulter. Elle s’intéresse également à la participation politique en ligne, spécialement chez les jeunes et chez les femmes, et au rôle des usages médiatiques ordinaires dans l’engagement civique des personnes. Troisièmement, elle réfléchit aux enjeux éthiques de la méthodologie, des méthodes et des données numériques à l’aune d’approches féministes et intersectionnelles.