他对有机化学的贡献主要是二烯合成，由于这一成果是和狄尔斯共同取得的，因而通常被称为“狄尔斯——阿尔德反应”，包括二烯加成(含共轭双键不饱和化合物，即相邻碳原子上的双键)而成为二烯亲和物(有双键的化合物被邻近羰基或羧基活化)。简单的例子就是丁二烯向顺式丁烯二酸酐的加成。狄尔斯—阿尔德反应提供了制备萜烯类化合物的合成方法，从而推动了萜烯化学的发展。二烯合成不仅在实验室合成中，而且在工业操作中获得了广泛应用。利用这一反应制备了许多工业产品，其中包括染料、药剂、杀虫剂、润滑油、干燥油、合成橡胶和塑料等。