Tillsammans med sin make Karl Bühler bedrev hon grundläggande studier inom barn- och ungdomspsykologin. Hennes mest betydande arbete var Das Seelenleben des Jugendlichen (1922; ”Ungdomens själsliv”), med bl.a. dagböcker som grund. Bühler indelade ungdomsåren i två faser, en kroppspubertet, följd av en kulturpubertet. Bland senare skrifter märks främst Psychologie