Im Bereich Phytochemie werden Wild- und Kulturpflanzenarten hinsichtlich ihrer Inhaltsstoffe untersucht. Die hierbei angewandten analytischen Methoden werden in Kooperation mit der Züchtungsforschung und Pflanzengenetik zum Beispiel für die Auffindung von Resistenzmarkern, die Genomkartierung von Metaboliten oder die Charakterisierung sensorisch aktiver Inhaltsstoffe eingesetzt. Außerdem werden Studien zur Bildung natürlicher Toxine in Kulturpflanzen durchgeführt und Möglichkeiten zur Verringerung dieser unerwünschten Substanzen erarbeitet.

Im Rahmen der Züchtungsforschung und des Pflanzenbaus werden analytische Methoden gezielt eingesetzt, um einerseits die Produktqualität zu charakterisieren, etwa das Vorhandensein bestimmter wertgebender Inhaltsstoffe. Andererseits lässt sich herausfinden, wie die Zusammensetzung der Inhaltstoffe bei Pflanzen in Abhängigkeit von abiotischem oder biotischem Stress variiert. So werden beispielsweise Genbank-Akzessionen analysiert. Diese Arbeiten dienen u.a. dazu, geeignete Wildtypen- bzw. alte Sorten zu selektieren, die die Qualitäts- und Resistenzeigenschaften von Kulturpflanzen verbessern können. Darüber hinaus lassen sich mit solchen Genbank-Screenings auch Elitepflanzen zur Gewinnung biobasierter Produkte (z. B. natürlicher Pflanzenschutzmittel) auffinden.

Schließlich werden Genotypen und Sorten hinsichtlich qualitätsmindernder Einflüsse analysiert, welche durch Nachernteprozesse (z. B. Lagerung) oder unterschiedliche Verarbeitungstechniken (z. B. Trocknung, Saftherstellung, Extraktion, Destillation) verursacht werden können. Die Bildung und die Verringerung natürlicher Toxine in der Interaktion Kulturpflanze und Parasit sind ebenfalls Gegenstand der Untersuchungen.

Am Institut stehen moderne chromatographische und spektroskopische Gerätesysteme zur Verfügung. Zahlreiche Techniken sind verfügbar, mit denen sich unbekannte Substanzen identifizieren lassen. Darüber hinaus werden Schnellmethoden angewandt, mit denen pflanzliche Proben innerhalb sehr kurzer Zeit (ca. 30 Sekunden) zerstörungsfrei analysiert werden. Auch für die Phänotypisierung spielen sie eine Rolle, wenn es darum geht Inhaltsstoffe von Pflanzenpools im zellulären Maßstab zu quantifizieren.

Bei Arbeiten, die überwiegend mittels Metabolom-Profiling durchgeführt werden, steht die Verbesserung der Gesundheits- und Genussqualität von Obst und Gemüse im Vordergrund. Nach der Identifizierung der jeweiligen Wertkomponenten werden auch hier Analysenmethoden eingesetzt, die es gestatten, eine große Anzahl pflanzlicher Proben (z. B. die Nachkommen einer Kreuzungspopulation) in kurzer Zeit zu untersuchen.