Основные интересы:; в области прикладной металлоорганической химии, материаловедения и химической технологии. Ранние работы посвящены химии хроморганических соединений. Первое жидкое соединение этого класса, полученное Домрачевым, применялось для получения стойких защитных хромовых покрытий. С соавторами впервые получил жидкостный лазер на растворе координационного соединения трехвалентного европия. Домрачев разработал приложение теории алгебраических систем для создания иерархии структур твердых тел, которое основано на использовании слабых и сильных взаимодействий. Г.А. Домрачев показал, что жидкий акрилонитрил экзотермически взаимодействует с сэндвич-производными хрома и ванадия с образованием нелинейных оптических материалов. Изучено влияние металлов на образование алмазо- или графито-подобных структур наноматериалов, рост нитевидных кристаллов металлов, покрытых углеродной пленкой, осуществлен синтез перспективных в использовании полизамещенных фуллереновых производных, содержащих Na, Li или кремниевые заместители.; Профессор органической химии (1977 г.). Член-корреспондент РАН (1991 г.). Член Научного Совета Государственной программы «Фуллерены и атомные кластеры».; Г.А. Домрачев руководит стажировкой и работой студентов ННГУ (курсовые, дипломные работы) и аспирантов ИМХ РАН, ННГУ. Курсы лекций на химическом факультете ННГУ «Химия элементоорганических соединений», «Химия материалов».; Основные научные труды: монографии «Металлоорганические соединения в электронике» (с соавторами), М., «Наука», 1972 г.; «Осаждение пленок и покрытий разложением металлоорганических соединений» (с соавторами), М., «Наука», 1981 г., статьи «Изучение внутри- и межмолекулярных взаимодействий ферроцена и его производных», ДАН, 2008, т. 422, №5, с. 634-636; «Молекулярная динамика металлофуллеренов», ДАН, 2008, т. 422, №2, с. 208-209; «MOCVD synthesis of germanium filled “diamondlike” carbon nanotubes and microtubes from organogermanium precursors and their field-emission properties», CVD. 2006, 12, 357-363.; Лауреат Государственной Премии СССР (1977 г.).; Г.А.Домрачев серьезно увлекается живописью и графикой.; ; Ключевые слова; ; Металлоорганическая химия.; Химия и химическая технология.; Прикладная металлоорганическая химия.; Материаловедение.; Фуллерены и нанотрубки.