Výskumná činnosť Oddelenia organickej chémie sa venuje stereoselektívnym syntézam a chirálnym zlúčeninám, chémii prírodných zlúčenín a liečiv – zvlášť efektívnej syntéze bioaktívnych prírodných zlúčenín a ich analógov, stereoselektívnym paládiom katalyzovaným cyklizáciám a cross-coupling reakciám v syntéze prírodných produktov, novým efektívnym stratégiám pre stereoselektívne syntézy analógov biologicky aktívnych indolizínových a pyrolizínových alkaloidov, substituovaným oxoaminokyselinám a ich derivátom, čistým aminokyselinám a ich funkčným derivátom, takisto ako ich príprave, biologickým a fyzikálno-chemickým vlastnostiam nových heterocyklických zlúčenín s potenciálnym využitím v medicíne, nano technológiách a pri ochrane dreva a papiera.

Súčasťou výskumnej činnosti je aj riešenie projektov ako napr. Centrum excelencie bezpečnostného výskumu, Dobudovanie Centra excelentnosti metód a procesov zelenej chémie či Stereoselektívne syntézy bioaktívnych analógov indolizidínových alkaloidov.