Mai Levin on põhjalikult uurinud Eduard Wiiralti ja Kristjan Raua loomingut ja on tuntud ka kui suurest kunstiajaloost tõrjutud teemade uurija ja populariseerijana. Ta on koostanud näitusi, katalooge, monograafiaid ja teadusartikleid, teinud uurimusi, kirjutanud artikleid ja ülevaateid. Kureerinud ainuüksi Eesti Kunstimuuseumis üle saja näituse.