Ses travaux ont porté sur les questions de chimie végétale encore en balbutiement. On peut citer notamment ses recherches approfondies sur la composition de l'écorce de racine de grenadier (Punica protopunica), utilisée pour ses propriétés vermifuges, avec l'isolement de la pelletiérine, de l'isopelletiérine, de la méthylpelletiérine et de la pseudopelletiérine.
Il s'intéresse aussi aux constituants de l'ergot du seigle dont il isole l'ergotinine (qui se révéla par la suite être un mélange d'alcaloïdes), l'ergostérol, le phytostérol, l'histamine et le tréhalose.
À partir de 1895 il présente un ensemble de travaux sur la chimie des sucres avec, en particulier, la découverte de la mutarotation qui permet d'expliquer l'existence de deux séries symétriques de sucres. Il s'agit de l'obtention à l'état pur de divers polysaccharides des crosne du Japon, du topinambour et de la manne du frêne. Il étudia de plus la convallamarine du muguet, l'hespéridine des citrus et la vincétoxétine du dompte-venin.