In onderzoek en onderwijs is zij gespecialiseerd in de analyse van interacties tussen mensen rondom complexe problemen (bijv. klimaatverandering; landbouwbeleid; vluchtelingenaangelegenheden), inclusief de frames die mensen construeren en de effecten daarvan op de aard en het verloop van een gesprek. Daarnaast ontwikkelt zij inzichten in de wijze waarop schijnbaar onbeduidende alledaagse gesprekken tussen mensen samenhangen met dominante discourses en wijdere structuren in de samenleving.
Noelle Aarts publiceert onder meer over communicatie in relatie tot planning en beleid, communicatie van organisaties in een voortdurend veranderende omgeving, conflict en onderhandeling, en over netwerkontwikkeling en zelforganisatie.
Naast haar werk als onderzoeker is Noelle een veelgevraagd spreker. Het centrale thema van haar lezingen is de dialoog, ofwel, de kunst van een goed gesprek en het belang daarvan in diverse contexten. Ze heeft onder meer colleges verzorgd voor de Universiteit van Nederland. Noelle verstaat de kunst om complexe processen op plezierige en begrijpelijke wijze te verwoorden, te verbeelden en te bediscussiëren. Deze vaardigheid heeft haar niet alleen diverse onderwijsprijzen opgeleverd, ook wordt zij daardoor beschouwd als één van de meest invloedrijke communicatieprofessionals van Nederland.