Il suo lavoro teoretico s'incentra sulla domanda se dobbiamo continuare a ritenere gli animali esseri viventi secondari o se dobbiamo a loro attribuire dignità di considerazione morale. Superando la contrapposizione tra utilitarismo e kantismo Cavalieri sostiene che la dottrina dei diritti dell'uomo include la protezione morale degli animali[1].
Parlando di diritti cioè la Cavalieri si riferisce all'estensione alle altre specie animali di alcuni dei diritti fondamentali dell'uomo, quali il diritto di vivere in libertà o di non soffrire inutilmente. Il termine "diritto" viene quindi inteso in senso morale e legale. La posizione dei sostenitori dei diritti animali, come la Cavalieri, è dunque più specifica di quelle dei movimenti animalisti, che, nelle loro correnti più moderate, esprimono solidarietà nei confronti degli animali (animal welfare) senza necessariamente attribuire agli animali stessi dei diritti.
In particolare la causa dei diritti degli animali va estesa secondo la Cavalieri alle grandi scimmie. Su questo argomento ha pubblicato Il Progetto Grande Scimmia (1993), realizzato insieme al filosofo Peter Singer e da cui ha preso le mosse il Progetto Grande Scimmia, e La questione animale (1999). Cavalieri è inoltre direttrice della rivista internazionale di filosofia Etica & Animali.
"Rattling the cage", Salon, February 4, 2000. This review of a book by Steven Wise on animal rights briefly mentions The Great Ape Project as a precursor.
"Animal Liberation at 30", Peter Singer, New York Review of Books, May 15, 2003. An extensive review of four books, one of which is Cavalieri's The Animal Question: Why Non-human Animals Deserve Human Rights.
Review of The Animal Question by Marco Calarco (2004), International Studies in Philosophy36(4): 109–110, calling Cavalieri "one of the premier international animal rights theorists writing today".
"Spain to regard apes as ‘legal persons’." Article from The Guardian, June 9, 2006, regarding a Spanish resolution "based on the work of the Great Ape Project, which was founded in 1993 by philosophers Peter Singer and Paola Cavalieri", with several paragraphs on their work. Reprinted in the Taipei Times.