Ses domaines de recherche portent sur le bien-être animal, la conservation des espèces menacées, la psychopharmacologie et les biomarqueurs de stress dans différentes espèces. 

Les maladies infectieuses animales et tout particulièrement les maladies virales porcines telles que le syndrome reproducteur et respiratoire porcin, les maladies associées au circovirus porcin et la grippe porcine. Certains projets de recherche du Dr Gagnon ciblent: 1) les mécanismes antiviraux et 2) la pathogenèse des infections animales mixtes (bactéries-virus, virus-virus) et donc qui étudient les interactions pathogènes-pathogènes. En tant que directeur scientifique du seul laboratoire universitaire québécois de diagnostic des maladies infectieuses virales animales, le Dr Gagnon réalise divers projets de caractérisation de nouveaux virus et de virus réémergents chez tous les animaux (domestiques, fermes, exotiques, faune).

• Évaluation de la santé de la faune.
• Effet de l'activité humaine sur la santé de la faune.
• Santé des animaux aquatiques (poissons et mammifères marins)
• Aspect humanitaire et technique de recherche chez les animaux sauvages
• Bien-être des animaux exotiques en captivité.
• Anesthésie et l'analgésie des espèces non-domestiques

Médecine, reproduction et bien être des animaux ectothermes, des oiseaux et petits mammifères de compagnie.