Une large variété de thématiques en chimie et en physico-chimie est abordée dans le Laboratoire de Chimie. Celui-ci développe des projets de recherche interdisciplinaires à la frontière avec la biologie, les sciences des matériaux et la physique. Les thèmes de recherche couvrent un large spectre d'expertises en chimie expérimentale (organique, inorganique et matériaux de synthèse) et en modélisation associées à d'importants moyens de caractérisation. Les projets scientifiques interdisciplinaires du laboratoire, qui sont en partie liés à des questions sociétales (environnement, santé, défense, technologies d'information et de communication, les textiles) sont centrés sur trois thèmes :

• les systèmes pour la biologie : l'imagerie, le diagnostic et la thérapie ;

• les systèmes avec des propriétés spécifiques : propriétés pour des applications liées à l'optique, au magnétisme, à la catalyse hétérogène supramoléculaire, à la détection de molécules gazeuses, à la reconnaissance chirale ou au développement des textiles fonctionnels ;
• la modélisation numérique : réactivité (exploration des voies de réaction en catalyse hétérogène), spectroscopie (modélisation des états excités des systèmes magnétiques ou optiques), et développement de modèles pour les systèmes enzymatiques et biomoléculaires.