Институт органического синтеза им. И.Я. Постовского Уральского отделения Российской академии наук ведет научные исследования, являющиеся частью национальных и международных программ научного сотрудничества.  Институт имеет долговременные творческие связи с институтами РАН, с высшими учебными заведениями и с промышленными предприятиями Росатома и Роскосмоса, университетами и другими научными организациями.  В институте ведутся исследования по программам INTAS, CRDF, ISTC и совместные работы с исследовательскими центрами и университетами Англии, Германии, Нидерландов, Италии, Бельгии, Греции, Австрии, Польши, компанией Самсунг и Институтом атомной энергии (Корея), фирмами Compugen и РАМА (Израиль), Янссен (Бельгия), Национальной лабораторией США (Лос - Аламос).

В 2012 году академики О.Н. Чупахин и В.Н. Чарушин удостоены Государственной премии 2011 года «За крупный вклад в развитие органического синтеза, разработку инновационных технологий производства лекарственных средств и материалов, в том числе специального назначения». В Институте разработаны способы синтеза целого семейства антибактериальных препаратов фторхинолонового ряда. Оригинальный синтез энантиомерно чистого антибактериального препарата «ЛЕВОФЛОКСАЦИН» запатентован в Японии и Корее (исследования финансировала фирма «Самсунг»). Совместно с НМИЦ им. Н.Н. Блохина Минздрава России успешно выполнен комплекс работ по внедрению в медицинскую практику противоопухолевого препарата «ЛИЗОМУСТИН», который распространяется через аптечную сеть и применяется в клинике для лечения меланомы и рака легкого. Успешно завершено доклиническое изучение препарата «ОРМУСТИН» для лечения первичных и метастатических опухолей головного мозга.

В результате совместной работы Института, Уральского федерального университета, Института гриппа Минздрава РФ и Вирусологического центра ЦНИИ МО открыт новый класс противовирусных веществ, обладающих широким спектром противовирусного действия. Первый препарат этого класса – «ТРИАЗАВИРИН» - включён в 2014 году в Реестр лекарственных средств Российской федерации (№ ЛП-00260 4), выпускается заводом «Медсинтез» (Новоуральск) и распространяется через аптечную сеть.

Институт органического синтеза им. И.Я. Постовского УрО РАН имеет опыт успешного взаимодействия с компанией "Транснефть", в ходе которого за короткое время (три-четыре года) удалось создать отечественную технологию синтеза противотурбулентных присадок для транспортировки нефти, построить завод "Транснефть-Синтез" в свободной экономической зоне Елабуга (пуск которого состоялся 21 сентября 2019 года), и тем самым закрыть потребность в импорте присадок. Прекрасный пример импортозамещения и, возможность экспорта российской высокотехнологичной продукции.