თამარ ბიკაშვილს მიენიჭა ბიოლოგიის დოქტორის ხარისხი 2002 წელს ი. ბერიტაშვილის სახელობის ფიზიოლოგიის ინსტიტუტში. სამეცნიერო კარიერა დაიწყო თბილისის სახელმწიფო სამედიცინო უნივერსიტეტის ცენტრალურ კვლევით ლაბორატორიაში. ი. ბერიტაშვილის სახელობის ფიზიოლოგიის ინსტიტუტში ასპირანტურის დამთავრების შემდეგ, ამავე ინსტიტუტში დაიწყო მუშაობა უმცროსი მეცნიერის თანამდებობაზე (1994-2002). შემდეგ იყო მეცნიერ-თანამშრომელი, უფროსი მეცნიერი, ხოლო ამჟამად ი.ბერიტაშვილის ექსპერიმენტული ბიომედიცინის ცენტრის ნეიროტოქსიკოლოგიის ლაბორატორიის ხელმძღვანელი და მთავარი მეცნიერ-თანამშრომელია. თამარ ბიკაშვილი 50-ზე მეტი სამეცნიერო პუბლიკაციის ავტორია. ხელმძღვანელობდა რამდენიმე  სამეცნიერო საგრანტო პროექტს და იყო საერთაშორისო სამეცნიერო ვორქშოფებისა და სიმპოზიუმების თანაორგანიზატორი, ისევე როგორც მრავალი საერთაშორისო სამეცნიერო კონფერენციის მონაწილე. კვლევებში იყენებს სხვადასხვა მორფოლოგიურ ტექნიკას: სინათლის, ელექტრონულ და ატომურ-ძალოვან მიკროსკოპიას. თ. ბიკაშვილი გახლავთ გამომცემლობა სპრინგერის ჟურნალების რეცენზენტი და რამდენიმე საერთაშორისო სამეცნიერო ორგანიზაციის წევრი: ევროპის ნეირომეცნიერთა ფედერაცია (FENS), ტვინის საერთაშორისო ორგანიზაცია (IBRO), ამერიკის მეცნიერთა საზოგადოება Sigma-Xi.