El descubrimiento de un fenómeno biológico de gran alcance, al demostrar que la fermentación es debida a la presencia de microorganismos, propuso la existencia de fermentos formales y organizados que solo podrían actuar en las células de levaduras vivas

Descubrió de la diastasa, la enzima de descomposición del almidón. La diastasa es la primera enzima descubierta que cataliza la transformación del almidón en glucosa (amilasa).

Descubrió que la fermentación es el resultado de una acción química causada por una sustancia segregada por la propia levadura y no el resultado de una acción fisiológica producida dentro del organismo. Buchner descubrió que la fermentación no requiere de células vivas.

Acuño el termino enzima e hizo aportes en el proceso químico de la digestión. Kühne descubrió una sustancia en el jugo pancreático capaz de degradar otras sustancias biológicas. También descubrió que dicha sustancia, a la que llamó tripsina, se origina como un precursor inactivo, el tripsinógeno, que se transforma en la tripsina activa. El hallazgo de la tripsina convirtió a Kühne en el primer científico en descubrir una enzima que degradaba las proteínas.

Cristalización de la Primera Enzima

Fue el primero en cristalizar la enzima ureasa, obtenida a partir de frijoles.

Aisló la pepsina proteína cristalina .También aisló y cristalizó la quimotripsina, desoxirribonucleasa, ribonucleasa, y la tripsina, y se cercioró de la regla de las fases método de solubilidad utilizados en la evaluación de pureza de la proteína.

Investigó la estructura, reactividad y síntesis de azúcares (carbohidratos), incluyendo los procesos bioquímicos producidos en las fermentaciones de azúcares, siendo un pionero en enzimología. Propuso la hipótesis (metafórica) de la llave y la cerradura para explicar la especificidad enzimática, lo que constituye la base del reconocimiento molecular.

La cinética de Michaelis-Menten describe la velocidad de reacción de muchas reacciones enzimáticas. Su nombre es en honor a Leonor Michaelis y Maud Menten. Este modelo solo es válido cuando la concentración del sustrato es mayor que la concentración de la enzima, y para condiciones de estado estacionario, o sea que la concentración del complejo enzima-sustrato es constante.

En 1912 viajó a Berlín, donde trabajó durante un año con Leonor Michaelis en estudios pioneros de cinética enzimática, consiguiendo entre ambos desarrollar un sencillo modelo matemático que describe la variación de la velocidad de las reacciones catalizadas por enzimas en función de las concentraciones del sustrato y cuyo parámetro principal es la constante de Michaelis-Menten.³​

La representación de Lineweaver-Burk, también conocida como el doble recíproco o la transformación de Lineweaver-Burk, es un método gráfico que se utiliza para describir y analizar la cinética de las reacciones enzimáticas. Esta representación se desarrolló a partir de la ecuación de Michaelis-Menten, que es una ecuación matemática fundamental en el campo de la Bioquímica y la Farmacología.

Su principal contribución fue una serie de artículos compilados en A Mathematical Theory of Natural and Artificial Selection y resumidos en The Causes of Evolution 1932. En ellos Haldane estudiaba dos asuntos fundamentales para la matematización de la teoría evolutiva: la dirección y las tasas de cambio de frecuencias génicas y la interacción de la selección natural con la mutación y la migración. No obstante, Haldane admitía varias causas evolutivas, como la saltación y la ortogénesis, independientemente del protagonismo de la selección natural Gould.

Comenzó el uso de la ingeniera genética para mejorar la producción de enzimas.