Les travaux de recherche dans le laboratoire Mittermaier sont axés sur la compréhension, au niveau atomique, de la fonction des protéines et de l’acide nucléique. Les chercheurs combinent des informations sur les mouvements macromoléculaires spécifiques obtenues à partir de données de spectroscopie par RMN à haut champ, avec des informations détaillées de thermodynamique obtenues par calorimétrie et d’autres techniques biophysiques. Cette approche combinée permet d'étudier les mécanismes sous-jacents à un éventail de phénomènes biologiques fondamentaux, incluant le repliement, la catalyse et l’allostérie, avec des applications pour la conception de médicaments, l’ingénierie de protéines et d’acide nucléique, et le développement de produits biologiques.