La investigación, tanto básica como aplicada, se lleva a cabo en el ICP en campos y tipos de catálisis muy variados, especialmente de tipos heterogéneos y enzimáticos; cabe destacar la sinergia que existe entre estas dos últimas especialidades como una de las características singulares del ICP. Como se indica en su actual Plan de Acción, la I+D del ICP se centra en tres grandes líneas temáticas que abordan necesidades fundamentales de la sociedad y la industria, que se complementan con un conjunto de diversas acciones horizontales; todas ellas se desarrollan en sublíneas específicas donde se ejecutan los diferentes proyectos y contratos.
Energía
Producción y transformación de recursos energéticos
Síntesis selectiva
Procesos químicos altamente selectivos y química verde
Protección del medio ambiente
Eliminación de contaminantes y desinfección
Temas transversales
Actividades horizontales