Działalność naukowa obejmowała badania własności farmakologicznych nowo zsyntetyzowanych związków chemicznych w zakresie wpływu na układ krążenia u szczurów z wrodzonym nadciśnieniem tętniczym i toksyczności ostrej. Brała udział w prowadzonych na modelach zwierzęcych badaniach leków przeciwarytmicznych. Zasadniczy wpływ na rozwój pracy naukowej miało opracowanie przez Ilonę Kaczmarczyk-Sedlak eksperymentalnej metody umożliwiającej ocenę krążenia krwi w kości długiej szczura oraz podjęcie metodyki badań procesów przebudowy tkanki kostnej. Prowadzone badania farmakologiczne dotyczyły wpływu leków na: ukrwienie kości, rozwój osteoporozy, niezaburzoną przebudowę kości, zaburzenia przebudowy kości wywołane lekami immunosupresyjnymi, a także badania wpływu talidomidu na procesy przebudowy kości w różnych modelach eksperymentalnych. Opracowała na przykładzie szczurów nowe modele eksperymentalne osteomyelitis aseptica acuta i osteomyelitis aseptica chronica, które umożliwiają badanie zjawisk patofizjologicznych oraz przeprowadzenie badań w kierunku oceny wpływu leków na procesy przebudowy tkanki kostnej.
Po uzyskaniu stopnia doktora habilitowanego prowadziła badania dotyczące: wpływu związków pochodzenia roślinnego oraz leków syntetycznych na przebudowę tkanki kostnej u szczurów, wpływu związków pochodzenia roślinnego na parametry stresu oksydacyjnego u szczurów, wpływu wyciągów roślinnych na krętki Borrelia burgdorferi w warunkach in vitro. Przeprowadziła analizę fitochemiczną wyciągów roślinnych w kierunku zawartości związków farmakologicznie czynnych oraz ich potencjału antyoksydacyjnego.
Aktualnie kontynuuje badania: wpływ związków pochodzenia roślinnego na parametry stresu oksydacyjnego u szczurów z niedoborem estrogenów oraz w modelu cukrzycy typu 1 i typu 2, wpływu wyciągów roślinnych na krętki Borrelia burgdorferi w warunkach in vitro.
Jest autorką/współautorką 318 publikacji, w tym m.in.: 4 bestsellerowych podręczników („Zioła w medycynie. Choroby układu pokarmowego”, 2017; „Zioła w medycynie. Choroby układu oddechowego”, 2018; „Zioła w medycynie. Choroby układu krążenia”, 2019; „Leksykon naturalnych surowców leczniczych. Medycyna zachodu, tradycyjna medycyna chińska, Ajurweda”, 2018), 72 artykułów w czasopismach krajowych i zagranicznych, 177 streszczeń zjazdowych oraz 4 referatów zjazdowych. Jest też tłumaczem polskiego wydania „Farmakologii w zarysie” (autorstwa M. J. Neal), a także współautorką 4 wydań „Kompendium farmakologii” (2001, 2005, 2010 i 2015).
Publikacje uzyskały IF= 85,992, MNiSW= 2052, Indeks Hirscha: 10, zaś liczba prac cytowanych wynosi 52, a liczba cytowań: 328.
Najważniejsze prace
M. Zych, I. Kaczmarczyk-Sedlak, W. Wojnar, J. Folwarczna, „The effects of sinapic acid on the development of metabolic disorders induced by estrogen deficiency in rats”, Oxid. Med. Cell. Longev. 2018, Vol. 2018, ID 9274246, p.1-11; M. Zych, W. Wojnar, S. Borymski, K. Szałabska, P. Bramora, I. Kaczmarczyk-Sedlak, „Effect of rosmarinic acid and sinapic acid on oxidative stress parameters in the cardiac tissue and serum of type 2 diabetic female rats”, Antioxidants 2019, Vol. 8, No. 12, p. 1-22, 579; I. Kaczmarczyk-Sedlak, J. Folwarczna, L. Sedlak, M. Zych, W. Wojnar, I. Szumińska, D. Wyględowska-Promieńska, E. Mrukwa-Kominek, „Effect of caffeine on biomarkers of oxidative stress in lenses of rats with streptozotocin-induced diabetes”, Arch. Med. Sci. 2019, Vol. 15, No. 4, p. 1073-1080; M. Zych, I. Kaczmarczyk-Sedlak, W. Wojnar, J. Folwarczna, „Effect of rosmarinic acid on the serum parameters of glucose and lipid metabolism and oxidative stress in estrogen-deficient rats”, Nutrients 2019, Vol. 11, No. 2, Art. No. 267, p. 1-15; M. Zych, W. Wojnar, S. Dudek, I. Kaczmarczyk-Sedlak, „Rosmarinic and sinapic acids may increase the content of reduced glutathione in the lenses of estrogen-deficient rats”, Nutrients 2019, Vol.11, No. 4, Art. No. 803, p. 1-14.
Jest promotorem 4 przewodów doktorskich, promotorem i opiekunem 55 prac magisterskich, a także recenzentem w postępowaniu o nadanie stopnia doktora habilitowanego oraz przewodzie doktorskim.