Sau khi tốt nghiệp đại học, Saunders tiếp tục học tập và nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Sinh học Balfour riêng cho Phụ nữ từ năm 1888-1890, rồi trở thành giám đốc của Phòng thí nghiệm này (1890-1914). Saunders cũng phụ trách phòng nghiên cứu ở Girton College (1904–1914) và Newnham College (1918–1925).
Do các thành tựu đạt được trong lĩnh vực Thực vật học, Saunders là một trong những phụ nữ đầu tiên được bầu làm thành viên của Linnean Society (Hội Lin-nê) London vào năm 1905, thành viên của Royal Horticultural Society (Hiệp hội cây trồng Hoàng gia Anh) và nhận Huy chương từ tổ chức này vào năm 1906.
Năm 1920, bà là chủ tịch ngành Thực vật học của British Association for the Advancement of Science (Hiệp hội Tiến bộ Khoa học Anh). Từ 1936-1938, bà được bàu làm chủ tịch của Hiệp hội Di truyền học Anh.[5]
Vào năm 1895, Saunders tiến hành nhiều thí nghiệm cùng với William Bateson để tìm bằng chứng về sự kế thừa các đặc điểm ở các loài thực vật lấy mẫu từ Vườn Bách thảo Đại học Cambridge. Bà tập trung vào ba loài: Matthiola incana, Lychnis diurna và Biscutella laevigata, từ đó ra đời tác phẩm đầu tiên (năm 1897) ủng hộ giả thuyết "kế thừa gián đoạn" của Bateson. Từ 1897 các thí nghiệm lai trên thực vật của Saunders và Bateson đã được hỗ trợ nhờ giúp đỡ từ ban Tiến hóa luận thuộc của Hiệp hội khoa học Hoàng gia, trong đó có thí nghiệm phát hiện gen liên kết. Bà cũng góp phần đề xuất thuật ngữ "allelomorphs" (nay được gọi là alen), dị hợp tử và đồng hợp tử.
Sau khi Bateson rời đại học Cambridge vào năm 1910, Saunders quay trở lại tập trung vào hình thái học và giải phẵu học thực vật.[2] Trong lĩnh vực này, bà có tác phẩm "Illustrations of Carpel Polymorphism" (Minh họa đa hình lá noãn) đăng trên tạp chí New Phytologist từ 1928 đến 1931).
Bà cũng được đánh giá là đã khám phá một số hiện tượng như quy luật Mendel, trước khi bài báo của Mendel được công bố lại và được coi là "mẹ" của di truyền học thực vật Anh.[6]
Trong Đại chiến thế giới II, bà tình nguyện giúp đỡ các lực lượng Đồng Minh chống Đức quốc xã một thời gian rồi trở về Anh vào năm 1945. Ít lâu sau khi trở về, bà bị tai nạn xe đạp.
