Химик-органик.
Основные работы посвящены химии пиридина и других азотистых гетероциклов. Разработал способ получения производных пиридина путем конденсации альдегидов и кетонов с аммиаком. В 1914 г. открыл способ получения α-аминопиридина действием на пиридин амида натрия (реакция Чичибабина) и распространил эту реакцию на гомологи пиридина, хинолин и изохинолин; изучил галоидирование, сульфирование и нитрование α-аминопиридина. Выяснил строение и разработал синтез ряда алкалоидов и других растительных веществ (пилокарпин, сантонин, бергенин). Исследовал свободные ароматические радикалы и др.
Премия им. В.И. Ленина (1926).
В Российском государственном архиве в г. Самаре на постоянном хранении находятся заявочные материалы на изобретения Чичибабина А.Е. (Ф. Р-1).
Перечень этих документов представлен в базах данных «Выдающиеся деятели науки и техники», «Репрессированная техническая интеллигенция» и «Патентный каталог».
Подробнее с документами, книгой памяти и базами данных можно ознакомиться в читальном зале архива по адресу: г. Самара, ул. Мичурина, д. 58.