1. Molekül-basierte Materialien
   Aziz-Lange, Ghadwal, Glaser, Godt, Hellweg, Hoge, Kohse-Höinghaus, Mitzel
2. Life Science Chemistry
   Dierks, Fischer v. Mollard, Gröger, Hellweg, Kottke, Lübke, Niemann, Sewald
3. Gasphasen- und Atmosphären-Chemie
   Brockhinke, Eisfeld, Kohse-Höinghaus, Koop, Manthe, Mitzel
4. Public Understanding of Science
   Dunker, Kohse-Höinghaus, Lück, Mitzel

Große aktuelle Themenblöcke im Bereich Molekül-basierte Materialien sind molekulare Magneten, biomimetische Katalysatoren, Cytostatika, fluorierte Verbindungen, Organometallverbindungen, Silane, Spinsonden und Modelle für die EPR-Spektroskopie, Mikrogele und Mikroemulsionen.

Im Bereich von Life Science Chemistry wird Proteinkristallographie betrieben sowie Sulfatasen, lysosomale Hydrolasen und Membrantransport untersucht. Ein Schwerpunkt in diesem Bereich sind bioorganische und biokatalytische Themen in Gruppen der Organischen Chemie, die auch von biochemischen Gruppen in der Fakultät für Chemie bearbeitet werden.

Die Gasphasen- und Atmosphärenchemie befasst sich mit Verbrennungsprozessen, atmosphärischen Aerosolen und Eisbildung. Ein EU-weites Alleinstellungsmerkmal ist das von der DFG geförderte Gerätezentrum „Gas-Elektronenbeugung und Strukturaufklärung von kleinen Molekülen“ (GED@BI, N. Mitzel).

Der Bereich Public Understanding of Science widmet sich schwerpunktmäßig der Forschung zur Vermittlung von Chemie im frühen Kindesalter.

Wie die Universität Bielefeld insgesamt zeichnet sich auch die Fakultät für Chemie durch ausgeprägte Interdisziplinarität aus. Im Schwerpunkt Molekül-basierte Materialien bestehen intensive Kooperationen mit Physikern der Universität Bielefeld.

Der Themenbereich Life Science Chemistry wird gestärkt durch Zusammenarbeiten mit der Fakultät für Biologie, der Technischen Fakultät und dem CeBiTec.
Das „Centrum für Molekulare Materialien“ CM₂ (Koordinator B. Hoge), eine wissenschaftliche Einrichtung mit Gruppen aus Chemie und Physik, wurde gegründet, um technisches Know-how industrieller Kooperationspartner mit aktuellen Erkenntnissen universitärer Grundlagenforschung zu verbinden.
Jede Arbeitsgruppe forscht zusätzlich in nationalen und internationalen Kooperationsprojekten.

An der Fakultät für Chemie ist es erstmals gelungen, eine Graphen-artige Verbindung herzustellen, die nicht flach, sondern gewölbt ist. Durch eine mehrstufige Synthese entstand ein Kohlenstoff-Netzwerk, in der miteinander verschmolzene Fünf-, Sechs- und Siebenringe ein in die dritte Dimension gebogenes Stück eines ansonsten zweidimensionalen Graphen-Ausschnittes bilden.
Vor dem Hintergrund des Teutoburger Waldes mit der Universität Bielefeld ziert diese polycyclische Struktur das Titelbild der Zeitschrift Chemical Communications.

Ehsan Ullah Mughal and Dietmar Kuck, Chem. Commun., 2012, 48, 8880–8882. (dx.doi.org/10.1039/c2cc34245f)