Karen G. Lloyd utilise des techniques de biologie moléculaire et de géochimie pour étudier la diversité et les fonctions de la vie microbienne dans les profondeurs marines.- mer, volcans de boue, sédiments sous-marins, suintements de méthane, volcans terrestres, sources chaudes, sources serpentinisantes, fjords arctiques et pergélisol ancien.
Une grande partie de ses travaux porte sur l'étude de la façon dont des cellules microbiennes individuelles peuvent vivre pendant des milliers d'années dans ces profondeurs souterraines.
Ancien professeur à l'Université du Tennessee, Lloyd est actuellement professeur Wrigley de sciences de la Terre à l'Université de Californie du Sud.