Tra le principali aree d'interesse della Prof.ssa Tarenzi rientrano la Neuroncologia clinica con particolare riguardo ai tumori del sistema nervoso (cervello e midollo spinale). Si occupa in particolare delle complicanze neurologiche delle neoplasie sistemiche e degli effetti collaterali delle terapie ad esse associate. E' esperta nella diagnosi e trattamento del deterioramento cognitivo, delle cefalee e delle nevralgie cranio facciali. E' anche medico agopuntore.