Под руководством М. М. Косенко и при её непосредственном участии была проделана большая работа по анализу ранних последствий облучения населения, было дано описание клинической картины хронической лучевой болезни у наблюдаемого населения, проводилась оценка состояния здоровья облучившегося населения и его потомства. М. М. Косенко занималась демографическими и эпидемиологическими исследованиями отдалённых последствий облучения населения Уральского региона, принимая активное участие в обследовании и лечении населения, подвергшегося радиоактивному воздействию на Южном Урале, и в результате аварии на ЧАЭС; участвовала в совместных исследованиях российских и зарубежных ученых по проблеме воздействия радиации на человека.