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。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”以他和赫尔曼·埃米尔·菲舍尔的名字命名。