Siostry Szembekówny pracowały społecznie i prowadziły prace archeologiczne. Rozkopywały razem cmentarzysko z epoki rzymskiej w Siemianicach w latach 1898−1901, a po zamążpójściu Jadwigi w 1902, Zofia sama prowadziła dalsze badania, aż do 1908. Naukową opiekę nad tymi pracami pełnił kustosz Poznańskiego Towarzystwa Przyjaciół Nauk Bolesław Erzepki. Wyniki tych badań opublikowała jako Sprawozdania z poszukiwań archeologicznych w Siemianicach („Roczniki PTPN” 1904, 1908, 1916) oraz Opis cmentarzyska żarowego z epoki brązu w Lipiu (Mater. Antropol.-Archeol. i Etnogr. 11, 1910). Wraz z siostrą, a później sama prowadziła także badania etnograficzne w Wielkopolsce. Na podstawie zebranych w latach 1903–1908 materiałów opatrzonych jej własnymi rysunkami i fotografiami powstały Dalsze przyczynki do etnografii Wielkopolski (Mater. Antropol.-Archeol. i Etnogr. 12, 1912).