Основные направления исследований научной группы связаны с поиском новых методов синтеза органических соединений с необычной структурой, с ценными фотофизическими и фармакологическими свойствами и сфокусированы на таких классах соединений, как малые N-гетероциклы ряда 2Н-азирина и азета, азолы, диазосоединения, сопряженные азаполиены. Особое внимание в исследованиях уделяется тем новым домино-процессам, которые эффективно реализуются в условиях катализа соединениями переходных металлов, в условиях фотокатализа, а также свободно-радикальным процессам. Квантово-химическое моделирование процессов, протекающих через свободные радикалы, ион-радикалы, металлокарбены, металлонитрены и разнообразные цвиттер-ионные структуры, является неотъемлемым инструментом в наших исследованиях механизмов новых реакций, в планировании синтезов, а также в поиске принципиально новых молекулярных трансформаций.