ห้องปฏิบัติการวิจัยผลิตภัณฑ์ธรรมชาติดำเนินงานวิจัยด้านเคมีผลิตภัณฑ์ธรรมชาติ โดยมุ่งเน้นหาสารที่มีศักยภาพจากพืชและสมุนไพรไทยเพื่อนำไปสู่สารตั้งต้นหรือใช้เป็นสารต้นแบบในการพัฒนาเป็นยาตัวใหม่สำหรับรักษาโรคต่าง ๆ  รวมถึงการใช้กระบวนการทางเคมีสังเคราะห์มาพัฒนาสารตั้งต้นจากธรรมชาติไปเป็นสารออกฤทธิ์ที่มีประสิทธิภาพดีขึ้น และพัฒนาต่อไปเป็นยาที่มีประสิทธิภาพสูง มีความจำเพาะเจาะจงต่อโรค มีผลข้างเคียงในเชิงลบน้อยลง อีกทั้งห้องปฏิบัติการ ฯ ยังได้มีการศึกษากลไกการออกฤทธิ์ในระดับโมเลกุลของสารสำคัญและงานด้านเคมีเชิงคำนวณเข้ามาช่วยในการศึกษาทำความเข้าใจถึงกลไกทางชีววิทยาที่เกี่ยวข้อง ซึ่งจะช่วยทำให้เกิดองค์ความรู้เพื่อใช้ในการพัฒนาโครงสร้างทางเคมีของสารผลิตภัณฑ์ธรรมชาติให้มีฤทธิ์ที่ดีมากยิ่งขึ้น และมีประสิทธิภาพสูงขึ้น