Les recherches de Stéphanie Toutain portent d’une part, sur l’alcool et la grossesse et d’autre part, sur la prise en charge des enfants porteurs de l’ensemble des troubles de l’alcoolisation fœtale. Les résultats de ses recherches ont été publiés notamment dans les revues en langue française (Alcoologie et Addictologie, Bulletin d’Epidémiologie Hebdomadaire, Psychotropes) et anglaise (Alcool and Drug Review, Journal of Developmental and Physical Disabilities). Elle est également l’auteur d’un ouvrage de méthodes quantitatives : Analyse factorielle simple en sociologie (Bruxelles, De Boeck).