Las principales líneas de investigación incluyen: el estudio de predictores de eventos en miocardiopatías y canalopatías, el desarrollo de estrategias para la prevención de la muerte súbita, estudios genotipo-fenotipo, identificación de nuevos genes candidatos y el desarrollo de modelos animales. El grupo del Dr. Gimeno participa en la red de investigación CIBERCV, el instituto IMIB y en diversos consorcios nacionales e internacionales. Es autor de 142 artículos científicos (h-index 38).