Istraživački interesi Nicolaoua usmjereni su na hemijsku sintezu, izgled molekula i prepoznavanje molekula, te na biološke akcije molekula.
Cercetările lui Nicolaou se concentrează asupra sintezei chimice, structurii moleculare şi recunoaşterii moleculare, precum şi asupra acţiunilor biologice ale moleculelor.