Jako wykładowca posiadał rozległą wiedzę, na wiele różnych tematów, takich jak na przykład matematyka, numizmatyka czy historia kościelna. Najbardziej pasjonowały go jednak nauki przyrodnicze i to ich badaniu poświęcał najwięcej czasu. Skonstruował mikroskop posiadający trzy soczewki, według własnego projektu.
W 1681 roku ukazała się jego praca pod tytułem Ricreatione dell’occhio e della mente nell’osseruation’ delle chiocciole proposta a’curiosi delle opere della natura , poświęcona mięczakom. Zawierała ona bardzo dużą liczbę dokładnych rycin przedstawiających opisywane stworzenia. Część poglądów zaprezentowanych przez Bonanniego była jednak przestarzała, deklarował się między innymi jako zwolennik teorii samorództwa w jej arystotelejskim rozumieniu. Uważał, że w to właśnie w ten sposób doszło do powstania muszli u wielu mięczaków. Prawdopodobnie był to efekt wpływów jaki miały na niego badania Camillo Picchiego. Ricreazione del Vocchio... spotkała się z krytyką ze strony Rediego. W wydanej w 1684 roku pracy Osservazioni..., Redi mocno skrytykował Bonanniego i przeciwstawił jego poglądom badania dowodzące że wiele mięczaków i owadów rozmnaża się składając jaja. Bonanni odpowiedział na te zarzuty w 1691 roku, ale wielu uczonych przyznało rację Rediemu.