Область научных интересов Антонины Компаниец — исследование гомологичных рядов веществ — полиолов, амидов и их производных, продуктов направленного синтеза; установление характера взаимосвязи между криозащитной активностью, цитотоксичностью, токсичностью соединений и их химической структурой и физико-химическими свойствами. В ее работе реализуется один из способов создания и получения, новых криопротекторов — химическая модификация известных соединений. Так же значительное место в исследованиях занимают направления, связанные с фазовыми превращениями и разработкой способов управления ими для оптимизации технологии низкотемпературного консервирования различных клеточных суспензий и тканей. В лаборатории Антонины Компаниец были получены данные для управления рекристаллизационными процессами типа «кристалл-кристалл», «витрификация-девитрификация» в средах с различными криопротекторами (добавками углеводов, белков, поверхностно-активных веществ и др.). В настоящее время в отделе Антонины Компаниец исследуются растворы, содержащие криопротекторы и биологически активные вещества, которые в дальнейшем смогут позволить охладить тела теплокровных существ до сверхнизких температур.