有機合成技術やそれを利用した高機能な有機材料の開発を行っています。具体的には光学活性物質や有機金属化合物の合成と利用、液晶材料、液晶性電荷輸送材料、放射線に反応する機能性色素材料の開発を進めています。また、材料を製造するプロセス工学に対して数値シミュレーションを利用した研究も行なっています。

　結晶構造制御による熱的高機能セラミックスの研究開発、分子構造を活用した非酸化物セラミックスのソフト化学合成、電気化学に基づいた機能性電極材料の研究開発、独自の触媒調整技術を駆使した、水素エネルギーシステムや省エネルギー化学プロセスを構築するための新しい高機能触媒、ハライドクラスターを用いた固体酸触媒等の研究開発を行っています。これらの材料はクリーンエネルギー、ケミカルリサイクル、環境浄化などの分野への応用が期待されています。

　物質の量や濃度の測定だけではなく、物性や分離反応場の状態を解明することを目的とし、分離場と化学反応の組み合わせによる新規計測技術の構築を行っています。具体的には、分離分析法を用いる金属イオンの超高感度検出や金属錯体のダイナミクスなどを研究しています。また、見えなかったものを見えるようにする新しい非線形レーザー分光法を開発し、化学の色々な分野において重要な界面の分子の構造とダイナミクスを明らかにしようとしています。

　有機・無機化学や分子生物学に基づいて、化学・バイオセンサ、診断システム、人工タンパク質、遺伝子発現システムなど、化学とバイオの境界領域の研究を行っています。具体的には、分子認識能をもつ糖鎖、ウイルスの可視化、非侵襲分子センサーによるライブイメージング、ドラッグデリバリーシステム開発、ゲノム編集による有用作物の作出などを行っています。

　超巨大な地球環境から人間の生活空間までを対象として、環境中有害化学物質の循環機構解明ならびに環境汚染の制御を目標に、化学的な視点から研究と開発に取り組んでいます。具体的には、環境中有害化学物質の挙動解明と健康リスクの評価、PM2.5に代表される粒子状物質の計測と制御、有害化学物質の化学的分解処理（完全無機化）、二酸化炭素の還元による有用化学物質への変換など、人間の関わる環境の持続性と快適性の向上を目指しています。