Cercetările lui Nicolaou se concentrează asupra sintezei chimice, structurii moleculare şi recunoaşterii moleculare, precum şi asupra acţiunilor biologice ale moleculelor.
Interesat e kërkimit të Nikolaut u përqëndruan në sintezën kimike, strukturën molekulare e njohjen molekulare dhe veprimet biologjikë të molekulave.