ד"ר טלי סגל כתבה עבודת דוקטור בהנחיית פרופ' אריאל הירשפלד מהחוג לספרות עברית. במקביל היא חינכה ולימדה ספרות בבית הספר "יחד" בשכונת ג'סי כהן בחולון, ובבית הספר "עינות ירדן" בקיבוץ עמיר. כמורה לספרות נתונה לה הזכות לגלות עם התלמידים, שנה אחר שנה, את היופי והמשמעויות הכמוסים בשורות נפלאות כמו: "היא לבשה שמלה חומה ועיניה החומות היו חמות ולחות" (פנים אחרות, ש"י עגנון); "הניח הירשל ראשו על כפות המנעול והתחיל בוכה" (סיפור פשוט, עגנון); "אולי תחשוב על שני דברים או יותר./ אחר כך הכל יעבור ותהיה גביש טהור./ אחר כך אהבה [...] טפש מי שמניח לשמש לשקוע כרצונה./ היא תמיד מקדימה לנדוד מערבה אל האיים". (אתה בודאי זוכר, דליה רביקוביץ).

על הקשר בין חינוך לספרות, כלומר על ייחוס ערך מוסרי ללימודי ספרות, נכתב רבות מימי אפלטון ביוון העתיקה ועד ימינו אנו. בעבודתה מציגה טלי את גישתה של הפילוסופית הנאו-אריסטוטלית מרתה נוסבאום ובעיקר (ובמידה רבה, כניגוד לגישתה של נוסבאום), את המחשבה ההרמנויטית והאתית של הפילוסוף עמנואל לוינס, שממנה היא ביקשה  לגזור הלכה להוראת ספרות היום, ולדון במשמעויותיה האתיות.

בעבודתה היא מצאה שבזמן הקריאה יחד בכיתה מתהווה זמן ייחודי, זמן של "חדות ההווה" במושגיו של לוינס, הרואה בספרות "אופן של היותנו". הספרות מאפשרת אפוא היענות לממדים הקטנים, העדינים והנסתרים בנפשו של אדם; ועיסוק בקטן, במוחבא ובנסתר; כמו כן היא מציעה פרספקטיבה ההולמת במיוחד את מידותיו של ילד. שיעור הספרות הוא מרחב שבו גם המלמול עשוי להישמע, כמו גם מה שהוא שבור ולא רהוט בתוך עולם שגס בהם ברגיל. כל אלה מוכלים בשיעור ספרות ומקבלים בו תוקף ומשמעות.  

מאז השלמת כתיבת עבודת הדוקטורט, טלי ממשיכה לעסוק הלכה למעשה בספרות, חינוך והוראה; היא מרצה במחלקה לספרות בסמינר הקיבוצים ושותפה ביוזמה חדשה לכתיבת יחידות הוראה לחטיבות הביניים מטעם המזכירות הפדגוגית במשרד החינוך והמפקחת על לימודי הספרות.  

זוהי קהילה שמוצאה מבני מלוכה שהוגלו לסרי לנקה (סיילון) על ידי ההולנדים מכל רחבי הארכיפלג האינדונזי במאה השמונה עשרה,עבדים, משרתים ואסירים שנשלחו לשם גם הם, וחיילים מאיזורי אינדונזיה ומלזיה של היום ששירתו בצבא הקולוניאלי ההולנדי ומאוחר יותר (עם המעבר של סרי לנקה לשליטה בריטית ב-1796) גם בצבא הבריטי. 
למרות הריחוק הגיאוגרפי והתרבותי מארצות מוצאה השתמרו בקהילה זו השימוש בשפה המלאית לכתיבה עד תחילת המאה העשרים ולדיבור עד ימינו אנו. המחקר מתמקד בשאלות של הגליה בעידן הקולוניאלי כולל סוגיות של זכרון אישי וקולקטיבי, חיי תפוצה בעידן הטרום-מודרני, סוגות ספרותיות במלאית שהשתמרו בסרי לנקה ויצירות מקוריות שנכתבו שם, התהליכים שהובילו לכך שהמלאית והאיסלאם היו לשני אספקטים שהגדירו את הקהילה, ומשמעות השיום בהסטוריה שלה.
 
 מבחינה מתודולוגית המחקר מתמקד בראש ובראשונה בכתבי יד ומסמכים נוספים במלאית שנכתבו בסרי לנקה במאות השמונה עשרה עד העשרים כמו גם בכתבי יד מג׳אווה מתקופה זו המספרים את סיפור ההגלייה מנקודת המבט של מי שנותרו מאחור או לעתים מי שהורשו לשוב לארצם. בנוסף בוחן המחקר מסמכים מארכיונים הולנדיים ובריטיים מהתקופה האמורה, ומתבסס גם על מקורות משניים וראיונות בסרי לנקה.
 
חלק מהמקורות עליהם מתבסס המחקר קוטלגו וצולמו על ידי רונית ריצ'י במהלך פרוייקט שנעשה עבור הספרייה הבריטית וניתנים לצפייה בארכיון הדיגיטלי באתר, ראו.

אורלי לואיס החלה להתעניין בהיסטוריה של הרפואה דרך נושא המגפות. עוד בלימודיה לתואר הראשון הוביל אותה קורס אודות מגפות בהיסטוריה להתעמק בכתבי הרפואה העתיקים. היא הסתקרנה מהעושר הרעיוני בכתבים הללו במגוון תחומים: תנועת הדם, אוויר ומזון בגוף, טבעם של תהליכים מחלתיים, וההשפעה של טיפולים שונים על כל אלו.

לאחר השלמת התואר הראשון והשני באוניברסיטת תל אביב אורלי שהתה שש שנים במכון ללימודים קלאסיים באוניברסיטת הומבולדט בברלין, שם השלימה כתיבת עבודת דוקטור והשתלמות בתר דוקטורט במסגרת קבוצות מחקר שעוסקות ברפואה ובפילוסופיה בעולם העתיק. היא חזרה לישראל והמשיכה במחקרה כעמיתה בתוכנית מרטין בובר במדעי הרוח והחברה באוניברסיטה העברית.

המחקר של אורלי מתמקד ברעיונות העתיקים על אנטומיה, פיזיולוגיה ודיאגנוסטיקה, ובקשר בין תחומי הרפואה הללו. היא מבקשת להבין כיצד אנשי העבר חקרו והסבירו את הטבע, ובעיקר את הגוף החי. אורלי חוקרת לא רק את הידע עצמו אלא גם מדוע הידע משתנה וכיצד נוצרים רעיונות מדעיים חדשים. בהקשר זה היא בוחנת כיצד תאוריה, מחקר אמפירי ועשייה קלינית הזינו זה את זה והובילו להסברים שונים של הגוף החי ושל מחלות והטיפול בהן.

אחד מנושאי המחקר העיקריים שלה הוא התורה והפרקטיקה לאבחון באמצעות הדופק ביוון ורומא. היא ממפה ומפרשת את האופן שבו סיווגו הרופאים העתיקים את הדופק (לדוגמה, לפי מדדים של גודל, מלאות וריקנות, קשיחות העורקים ועוד). כמו כן היא בוחנת כיצד סיווגים אלו השתנו לאור רעיונות חדשים על גוף ונפש, וכיצד ישמו הרופאים את תורת הדופק בעת אבחון חולים. ספרה, שעוסק בראשית המחקר על מערכת כלי הדם והנשימה ביוון העתיקה, זכה בפרס האקדמיה הבין לאומית להיסטוריה של המדע.

אורלי מתמקדת גם ברעיונות האנטומים בעת העתיקה. הידע האנטומי בעת ההיא היה בתהליך התעצבות, כך שכל רופא תיאר את מבנה הגוף וחלקיו באופן שונה מעמיתיו וכתוצאה מכך, במקום תורה אנטומית אחת היו למעשה אנטומיות רבות ומגוונות.

בשנים האחרונות אורלי מקדמת שיח ושיתוף פעולה פורה וייחודי עם חוקרים מתחומי הרפואה בארץ ובחו"ל ופיתחה שיטה לשחזור הממצאים המדעיים שעליהם התבססו הרופאים העתיקים. הודות למימון נדיב ממועצת המחקר האירופאית (ERC) היא הקימה קבוצת מחקר שמתחילה כעת ליישם באופן שיטתי ונרחב את המודל הבין תחומי והחדשני הזה. הקבוצה כוללת היסטוריונים וקלסיקאים כמו גם מומחי אנטומיה מודרנית מבית הספר לווטרינריה ומהפקולטה לרפואה באוניברסיטה העברית, ומומחים בתחום הדיגיטל. יחד הם מנתחים מזוויות שונות את הכתבים, משחזרים באופן מעשי את הידע שתועד בהם ומפתחים אטלס דיגיטלי אינטראקטיבי, שיציג את האנטומיות השונות בתלת-ממד ויציע כלי ניתוח ומחקר מתקדמים.