Výzkum je zaměřen do oblasti syntézy nových léčiv a jiných biologicky aktivních látek. Při optimalizaci jejich struktury se využívají kvantitativní metody analýzy vztahů mezi chemickou strukturou a biologickou aktivitou (QSAR) a molekulové modelování.
Ve skupině antimikrobiálních látek, zejména antituberkulotik a antimykotik, se na základě studia struktury farmakoforů hledají nové skupiny účinných látek. Jedná se převážně o sloučeniny obsahující alkylsulfanylovou skupinu na elektronově deficitním atomu uhlíku v heterocyklech (deriváty pyridinu, benzothiazolu, benzimidazolu, tetrazolu, chinazolinu, chinoxalinu, akridinu), thioxoskupinu (deriváty chinazolinu, benzoxazinu, thiobenzamidy, thiosalicylanilidy, thiolaktamy), látky podobné salicylanilidům (deriváty benzoxazinu), heterocyklické disulfidy, chinoxalinové deriváty jako substruktury klofaziminu a deriváty guanidinu (prof. Waisser, doc. Klimešová, dr. Kubicová, dr. Palát a částečně dr. Kuneš). Skupina spolupracuje s řadou zahraničních pracovišť (Univerzita Jena, Hans-Knöll-Institut v Jeně, Univerzita Mnichov, Univerzita Vídeň). Ve spolupráci s prof. Exnerem (ÚOCHB AV ČR) se u syntetizovaných sloučenin provádějí také fyzikálně-chemické studie. Vybrané látky se hodnotí též jako inhibitory fotosyntézy. Program skupiny doc. Poura je zaměřen na hledání a vývoj nových antimykotik pomocí syntetických obměn předlohových struktur přírodních látek. V současné době se připravují různě substituované 2H,5H-furan-2-ony, jejichž předlohou je (?)incrustosporin. Prof. Vinšová se zabývá studiem peptidových a depsipeptidových prekurzorů tuberkulostaticky aktivních látek a využitím oxidativní deaminace peptidů jako nového přístupu k depsipeptidové syntéze.
Při výzkumu a vývoji nových akcelerantů transdermální penetrace na bázi derivátů w-aminokyselin, amoniových solí karbamových kyselin a derivátů močoviny spolupracuje doc. Hrabálek s katedrou farmaceutické technologie. Ve spolupráci s firmou Bochemie, s. r. o. Bohumín, na kterou byla převedena práva vyplývající z patentové přihlášky WO 98/45233 (w?Amino acid derivatives, processes of their preparation and their use) probíhá preklinické zkoušení nejaktivnějšího akcelerantu, v současné době chráněného několika patenty (US, Eur. a Pol.). Ve spolupráci se Sanktpeterburským technologickým institutem (prof. G. I. Koldobskij) syntetizuje asymetrické sulfidy odvozené od merkaptotetrazolu.