Philosophe des sciences et philosophe de la biologie, ses recherches portent principalement sur les fondements théoriques de la biologie évolutionnaire et de l'écologie.

Le processus de l'évolution par sélection naturelle est souvent résumé par l'expression "survival of the fittest" les recherches de Frédéric Bouchard visent à expliquer comment les biologistes définissent et mesurent cette fitness. Il s'intéresse aussi à diverses questions d'épistémologie des sciences de la vie telles le rôle de l'expertise scientifique dans les décisions publiques, la nature et la spécificité des explications en écologie, la question du réductionnisme en science, et aussi la question de l'individualité biologique (par ex. les colonies de termites et les écosystèmes peuvent-ils être étudiés en tant que 'superorganisme'). Tous ces intérêts l'ont amené à se pencher aussi sur les problématiques liées à l'environnement et le développement durable autant au niveau épistémologique qu'au niveau des enjeux de gouvernance.

On peut lire ses réflexions sur ces questions dans, entre autres, Philosophy of Science, Biology and Philosophy, British Journal for the Philosophy of Science, Biological Theory, PNAS, ainsi que dans la Stanford Encyclopedia of Philosophy. Voir www.fredericbouchard.org.