Основными направлениями  научно-исследовательской деятельности ЦХЛС-ВНИХФИ являются:

• научно-обоснованный поиск новых лекарственных средств, изучение механизма действия, фармакокинетики, метаболизма и безопасности лекарств; исследование роли эндогенных соединений в биохимических процессах, определяющих тот или иной вид биологической активности; модификация молекул известных лекарственных препаратов, а также эндогенных соединений с целью повышения избирательности действия и биодоступности; выявление зависимости между структурными факторами, физико-химическими свойствами и биологической активностью соединений; разработка методов получения лекарственных препаратов, включая их готовые лекарственные формы.

Цель работы института - создание и внедрение в медицинскую практику оригинальных синтетических лекарственных средств, в том числе:
• препаратов для профилактики и лечения сердечно-сосудистых заболеваний (избирательные антиаритмические средства 3 класса, новые по строению и действию бета-адреноблокаторы);
• препаратов для профилактики и лечения нервных и психических заболеваний;
• антибактериальных средств, включая противотуберкулезные препараты;
• средств для лечения и профилактики  вирусных заболеваний с иммуно-модулирующими свойствами;
• антигипоксантов и антиоксидантов для лечения и профилактики ишемии мозга и сердца, а также препаратов для офтальмологической практики;
• противогрибковых препаратов.

• разработка патентно-чистых методов синтеза и воспроизводство наиболее эффективных и широко применяющихся в мировой медицинской практике препаратов;

• создание комбинированных лекарственных средств, обладающих более высокой эффективностью, чем входящие в их состав компоненты.