تتركز اهتمامات د. العسيلان البحثية عند تقاطع نظم المعلومات وتحليل البيانات وعلم المعلومات الجغرافية. وتنطلق في أبحاثها من منهجية بحوث علم التصميم (Design Science Research)، إذ تعمل على تطوير أدوات ونماذج تحليلية وتقييمها بهدف تحويل البيانات المعقدة وغير المهيكلة إلى رؤى قابلة للتنفيذ. وتشمل اهتماماتها التحليلات المكانية والذكاء المكاني، ومعالجة اللغات الطبيعية ونمذجة الموضوعات، وتحليل وسائل التواصل الاجتماعي، مع عناية خاصة بالبيانات المرتبطة بالموقع الجغرافي. وتوظّف هذه المناهج لدعم صنع القرار المستند إلى البيانات وتعزيز التحول الرقمي في مجالات مثل الرعاية الصحية، والأبحاث البيئية، وعمليات الأعمال.
