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菲舍尔的科研工作主要集中于研究血液和胆汁中的色素、[[绿色植物]]中的[[叶绿素]]以及衍生出这些色素的吡咯。其中最重要的工作是胆红素与血红素的合成。他合成了超过130种卟啉，其中在1929年合成血红素 <ref>[http://www.1wnl.com/lssdjt/7_27_8041/ 汉斯.菲舍尔，德国化学家]，万年历 </ref> 。1930-40年代，他对叶绿素的研究形成了100多篇论文，阐明了叶绿素的结构，重点论证叶绿素分子中含有二氢卟吩环系，且中心有1个与二氢卟吩环形成配位的镁原子。这些研究成果为后来[[罗伯特·伯恩斯·伍德沃德]]合成叶绿素奠定了基础。

菲舍尔的研究受到广泛认可，并因此获得多项荣誉。其中在1930年，“由于对[[血红素]]和叶绿素结构的研究，以及血红素的合成”，汉斯·菲舍尔获得诺贝尔化学奖。此外，月球上的“菲舍尔环形山” <ref>[http://www.china.com.cn/tech/zhuanti/tygc/2007-10/13/content_9045117.htm 月球上尽是被小行星砸成的环形山（图）]，中国网，2007-10-13</ref> 以他和赫尔曼·埃米尔·菲舍尔的名字命名。