دکتر ثمین فرهنگی فعالیت علمی خود را با پژوهش در زمینهٔ شناسایی و ویژگییابی مولکولی ویروسهای گیاهی آغاز کرد و سابقهٔ تحقیقاتی در این حوزه را در DCMZ آلمان کسب نمود. پس از ورود به دنیای بیوانفورماتیک در دانشگاه Wageningen هلند، تمرکز پژوهشهای خود را به سمت تبارشناسی (Phylogenetics)، تکامل مولکولی، ژنومیک و تحلیل دادههای زیستی معطوف کرد.
وی مدتی را بهعنوان استادیار دانشگاه ولیعصر رفسنجان در ایران سپری کرد و سپس در گروههای مختلف پژوهشی Wageningen و بعدتر در NIOO-KNAW (مؤسسهٔ اکولوژی هلند) بهعنوان پژوهشگر و پستداک مشغول به فعالیت شد. در حال حاضر، دکتر فرهنگی در هلند بهعنوان Researcher در حوزهٔ اکولوژی میکروبی و بیوانفورماتیک فعالیت میکند و تمرکز اصلی پژوهشهای او بر روی تحلیلهای ژنومی و میکروبیوم است.
