Andreas Horn nutzt und entwickelt modernste Bildgebungsmethoden zur Untersuchung der Gehirnfunktion. Sein Fokus liegt dabei auf dem Verständnis und der Modulation neuronaler Netzwerke im Gehirn, erklärtes Ziel ist die Verbesserung der „Tiefen Hirnstimulation“. Dieser Therapieansatz erlaubt die symptomatische Behandlung von Patient*innen mit Bewegungsstörungen wie Parkinson, mit Epilepsien oder Zwangsstörungen. Das Forschungsfeld verbindet Neurologie, Neuroradiologie und zunehmend auch die Psychiatrie. Mit seinem innovativen Ansatz trägt Horn dazu bei, die Effekte der Stimulation auf strukturelle und funktionelle, weit verzweigte neuronale Netze besser zu verstehen. Ein wichtiger Meilenstein war die Entwicklung einer frei verfügbaren Software zur postoperativen Analyse der Stimulationseffekte. 2019 wurde Horn ins Emmy Noether-Programm der DFG aufgenommen, seit 2020 leitet er zudem zwei Teilprojekte in einem Sonderforschungsbereich.