Os interesses de investigação de César Capinha centram-se principalmente na quantificação da importância relativa de múltiplos fatores (por exemplo, clima, interações bióticas e atividade humana) na modelação da distribuição das espécies. Para esse efeito, tem trabalhado principalmente com espécies naturalizadas/invasivas, particularmente macroinvertebrados. Globalmente, a sua investigação é impulsionada por três questões unificadoras: i) Até que ponto as distribuições das espécies observadas representam distribuições potenciais? ii) Como irão as gamas de espécies responder às alterações ambientais antropogénicas? e iii) Qual será o impacto das invasões biológicas na biogeografia? Tem aplicado modelos estatísticos multivariados para abordar estas questões, particularmente os que relacionam as distribuições de espécies observadas com fatores ambientais e humanos. Assim, também tem estado muito interessado em reduzir a incerteza de tais modelos quando aplicados a novas áreas ou períodos de tempo.