לעבודת הדוקטורט שלו, חקר לונדבורג מקרה גנטי של אפילפסיה מיוקלונית מתקדמת שתוּארה לראשונה על ידי היינריך אונפריכט (Heinrich Unverricht) בשנת 1891. מלבד מתן דיווח על המחלה, הוא ביצע מעקב אחרי משפחה נשאית של המחלה, אחורה עד למאה ה-18, וזו נחשבה אנליזה ייחודית לאותה תקופה.[1] הוא הסיק שהמשפחה הידרדרה מבחינה גנטית בגלל "נישואים לא חכמים".[2] המחקר תואר כ"עניין היסטורי רב חשיבות בתחום הגנטיקה של האדם".[3] בחלוף השנים, נודע סוג זה של אפילפסיה כמחלת אונפריכט-לונדבורג.[3]
לונדבורג היה מאוד שלילי בדעותיו כלפי העם היהודי, ומעורב מאוד באידאולוגיית ההיגיינה הגזעית.[1]
בתחילת המאה ה-20, התפתח מאוד הרעיון לפיו אאוגניקה יכולה איכשהו לשפר את החברה בכללותה. בשנת 1922, הייתה שוודיה למדינה הראשונה בעולם שייסדה סוכנות ממשלתית לאאוגניקה – "מכון המדינה לביולוגיית הגזע", שלונדבורג מוּנה להיות בראשו. תחת הנהגתו, החל המכון לאסוף שפע של נתונים סטטיסטיים ותצלומים כדי למפות את הרכב הגזע והמוצא של כ-100,000 שוודים.[4] מחקר זה הפך מאוחר יותר לאחד מיסודות תוכנית השבחת הגזע של הממשלה השוודית, שבמסגרתה בוצעו עיקור מרצון ועיקור כפוי של אנשים עם מאפיינים גנטיים שליליים. התוכנית פעלה בשוודיה משנת 1935 ועד 1975.[5][6]