Специалист в области теоретической органической химии. Основная область научной деятельности: применение металлокомплексного катализа в органическом и металлоорганическом синтезе. Ею разрабатываются новые подходы к образованию связей углерод-углерод и углерод-элемент, что позволяет получать разнообразные органические и элементоорганические соединения, обладающие ценными свойствами, автор более тысячи научных работ, в том числе нескольких монографий. Главный редактор “Журнала органической химии”, член редколлегий ряда российских (Известия АН, серия Химия, Mendeleev Communications) и зарубежных журналов (Chemistry A European Journal, The Journal of Organometallic Chemistry, Chemistry Letters, J. Mol. Catal. A) и научного совета РАН; была президентом Органического отделения в ИЮПАК (Международном союзе по чистой и прикладной химии), член оргкомитетов многих отечественных и международных научных конференций. Лауреат ряда российских и международных премий: им. М.В. Ломоносова, Д.И. Менделеева, А.Н. Несмеянова, Демидова, Арбузова, премии П.Л. Капицы Королевского научного общества Великобритании и премии “Женщины в науке” (Швеция); лауреат Государственной премии РФ в области науки и техники (2004); награждена орденом Трудового Красного Знамени. Почетный академик АН Башкортостана, почетный доктор наук Королевского технологического университета (Швеция), заслуженный профессор Московского государственного университета и Санкт-Петербургского химико-технологического университета, почетный профессор университета г. Кордова (Аргентина). Ключевые слова Органическая химия. Уомплексы переходных металлов в тонком органическом синтезе. Органические производные лантанидов. Механизмы нуклеофильного ароматического и винильного замещения.