Область научных интересов: химия карбенов и их аналогов, химия малых циклов, органический синтез, металлоорганическая химия. Автор ряда монографий и большого числа статей по органической и физической органической химии, по химическим аспектам экологии, по социальным проблемам науки. Основные монографии: “Строение производных циклопропана” (1986), “Химия карбенов и малых циклов” (англ., 1989), “Химия карбенов” (1990), “Диазоэфиры” (1992). 

Автор более двухсот патентов и авторских свидетельств.

Координатор программы фундаментальных исследований ОХНМ РАН «Теоретическое и экспериментальное изучение природы химической связи и механизмов важнейших химических реакций и процессов».

Председатель Национального комитета российских химиков, главный редактор журналов “Успехи химии”, “Известия Академии наук. Серия химическая” и “Mendeleev Communications”.

Член Бюро ОХНМ РАН, член Бюро и Исполкома Международного союза теоретической и прикладной химии (1999-2007), почетный член Королевского химического общества (Великобритания), член Академии Европы, член Европейской академии наук и искусств, почетный член Китайского химического общества, иностранный член Национальной академии наук Украины и АН Грузии.

Почетный председатель Высшего химического колледжа РАН с момента его основания в 1990 г. Профессор и заведующий кафедрой МГУ им. М. В. Ломоносова (с 2009 г.).

Награды и премии

•‎ Государственная премия СССР по науке и технике (дважды 1983, 1990).
•‎ Государственная премия Российской Федерации в области науки и техники (2002).
•‎ Премия Правительства Российской Федерации в области образования
(2006 г.).
•‎ Золотая медаль РАН им. Д. И. Менделеева (1998 г.).
•‎ Премия АН СССР им. Н. Д. Зелинского (1987)
•‎ Специальная премия АН СССР и Венгерской академии наук (1988).
•‎ Премия АН СССР им. Н. Н. Семенова (1991).
•‎ Международная премия им. А. П. Карпинского (ФРГ, 1993).
•‎ Премия РАН им. А. М. Бутлерова (2003).