以色谱-质谱为核心，开展蛋白质、翻译后修饰蛋白质、代谢物的规模化定性、定量和相互作用分析新原理、新材料、新技术、新方法和新装置研究，解决细胞生物学、精准医学、生物能源、合成生物学等领域重大科学问题。

研究生物分离与界面的分子机制，实现从生物分子精确识别，智能聚合物构筑，及其在生物分离、生物传感和翻译后修饰蛋白质组学中的应用。

以癌症、糖尿病、肝病等重大疾病为主要研究对象，研究这些重大疾病相关的发病机制和诊疗新方法，包括疾病分型、标志物的发现，以实现重大疾病的早诊、预防及精准治疗。