Zijn onderzoek richt zich op het begrijpen van empirische onderzoekspraktijken in de niet-laboratorium wetenschappen, vanuit wetenschapsfilosofische perspectief. Hij is met name geïnteresseerd in de praktijken van meten en modelleren en de rol van wiskunde in de sociale wetenschappen. Omdat modellen geen volledige bronnen van kennis zijn voor de wetenschap buiten het laboratorium, hebben we inzichten en oordelen nodig van experts. Zijn meest recente onderzoek gaat over hoe deze oordelen van deskundigen tot stand komen. Boumans behaalde zijn master theoretische wiskunde (history and philosophy of mathematics) aan de Technische Universiteit van Delf in 1988. Zijn PhD titel in de economie (history and philosophy of economics) behaalde hij in 1992 aan de Universiteit van Amsterdam.