Τα ερευνητικά της ενδιαφέροντα επικεντρώνονται στη φυσικοχημική ανάλυση υλικών και στις τεχνικές κατασκευής ζωγραφικών έργων τέχνης.
Η Δρ. Ελένη Κουλουμπή εργάζεται ως Conservation Scientist (Επιστήμων της Συντήρησης) στο Εργαστήριο Φυσικοχημικών Ερευνών της Εθνικής Πινακοθήκης – Μουσείο Αλέξανδρου Σούτζου και ειδικεύεται στην ανάλυση των τεχνικών και υλικών κατασκευής των έργων τέχνης. Διδάσκει ως επισκέπτρια καθηγήτρια στο Πανεπιστήμιο Πελοποννήσου, στο μεταπτυχιακό τμήμα MSc in Cultural Heritage Materials & Technologies, με γνωστικό αντικείμενο την μεθοδολογία φυσικοχημικών αναλύσεων, ενώ στο παρελθόν έχει διδάξει στο ΤΕΙ Ιονίων Νήσων και συγκεκριμένα στο προπτυχιακό Τμήμα Προστασίας και Συντήρησης Πολιτιστικής Κληρονομιάς καθώς και στο μεταπτυχιακό Τμήμα των Μεσογειακών Σπουδών του Πανεπιστημίου Αιγαίου. Είναι απόφοιτος του Τμήματος Συντήρησης & Αποκατάστασης του London Metropolitan University της Μεγάλης Βρετανίας και κάτοχος μεταπτυχιακού τίτλου στην Επιστήμη της Συντήρησης και Φυσικοχημική Μελέτη των Υλικών Κατασκευής – Επιστήμη της Συντήρησης, από το De Montfort University της Μεγάλης Βρετανίας με υποτροφία από το Leatherseller’s Company και το Sidney Perry Foundation.
Το 2008 αγορεύτηκε Διδάκτωρ Αναλυτικής Χημείας στην Πολιτισμική Κληρονομιά του Πανεπιστημίου De Montfort με διδακτορική διατριβή: Οι Δυτικο-Ευρωπαϊκές επιδράσεις στην Μεταβυζαντική Τέχνη της Κρήτης και των Ιονίων Νήσων. Συμμετέχει σε διάφορα ερευνητικά προγράμματα και δράσεις πάνω στην ανάλυση και μελέτη και τεκμηρίωση έργων πολιτισμικής κληρονομιάς. Είναι επιστημονικός συνεργάτης της ερευνητικής ομάδας ArtGnomon. Έχει συμμετάσχει με ανακοινώσεις της σε επιστημονικά συνέδρια Αρχαιομετρίας, Συντήρησης και Επιστήμης Υλικών, ενώ άρθρα της έχουν δημοσιευθεί σε έγκριτα διεθνή επιστημονικά περιοδικά. Είναι κριτής σε διάφορα επιστημονικά περιοδικά, τ. ταμίας του Διοικητικού Συμβουλίου της Ελληνικής Αρχαιομετρικής Εταιρίας καθώς και μέλος διεθνών οργανισμών συντήρησης.