Doug Stephan est l’auteur de plus de 335 articles scientifiques. Parmi ses sujets d’intérêt, figurent la synthèse des métaux de transition et des composés primaires, ainsi que leur application en catalyse. Son groupe de recherche a mis au point des catalyseurs commerciaux utilisés dans la polymérisation, l’hydrogénation et la métathèse. Au cours des dernières années, le groupe de chercheurs a élaboré le concept de « paires de Lewis frustrées », une percée majeure permettant l’utilisation de composés primaires simples dans des procédés d’hydrogénation ne produisant pas de métaux toxiques et dans l’hydro-amination par catalyse.