Fausto Caruana está especializado en neurociencia social, cognitiva y afectiva. Sus estudios se centran en los mecanismos neuronales y psicológicos que subyacen a las emociones, la empatía, las neuronas espejo y la cognición motora. Su investigación tiene un enfoque multidisciplinario, y se basa principalmente en la monitorización intracraneal y estimulaciones eléctricas. Formado como electrofisiólogo en primates no humanos, pasó a la electrofisiología humana gracias a la colaboración con el Centro de Cirugía de Epilepsia Claudio Munari del Hospital Niguarda de Milán. Además de sus intereses neurocientíficos, se dedica activamente a la investigación teórica sobre la relación entre la neurociencia y la filosofía y, en particular, los aspectos teóricos de la cognición incorporada, la cognición social y la neurociencia afectiva.