Les travaux de recherche de Joseph Omer portent sur les mécanismes neurophysiologiques d’intégration sensorimotrice qui sont impliqués dans les déficiences motrices consécutives à un accident vasculaire cérébral (AVC). De plus, il réalise des travaux de recherche sur le développement du raisonnement clinique des professionnels de la santé grâce à des activités pédagogiques en environnement numérique d’apprentissage.