孙汉董系统研究了中国唇形科香茶菜属、红豆杉科、五味子科、伞形科、樟科及地衣类等科属的200余种植物的资源和次生代谢成分，分离鉴定了1500余个单体化合物，阐明了这些植物的化学物质基础，发掘了一些新的资源，发现了新化合物500余个，有开发应用价值的20余个，发展了萜类化学，丰富了天然化合物的内容。率先发现并阐明了冬凌草活性成分冬凌草甲素、乙素的结构，揭示了冬凌草的化学成分和生物多样性，推动了冬凌草作为抗癌药物的开发应用。还开发了中国橡苔香料、新型昆虫驱避剂等。

根据2019年11月中国科学院昆明植物研究所网站显示，孙汉董在包括Nat. Prod. Rep.、Chem. Comm.、Org. Lett.、Chem. Eur. J.、J. Org. Chem.、J. Nat. Prod.和Phytochemistry等中国国内外刊物上发表论文750余篇，其中SCI收录520余篇；出版专著4部。

Sun Han-dong, Qiu Sheng-xiang, Lin Long-ze, Zhang Rong-ping, Zhou Yasheen, Zheng Qi-tai, Michael E. Johnson, Harry H. S. Fong, Norman R. Farnsworth and Geoffrey A. Cordell. Crystal structure of a 1:1 complex of Natural diterpenoids: Absolute configurations and unambiguous NMR spectral assignments of neoangustifolin and epinodosinol. Journal of Natural Product, 1997, 60(3): 203-206.

Sun Han-dong, Qin Sheng-xiong, B. Lobkovsky emil, Lin Long-ze, Norman R. Farhsworth, Jon Clardy and Harry H. S. Fong, Crystal and Molecular Structures of a natural equimolecular mixture of two epimeric diterpenes. Tetrahedron, 2001, 57(1): 65-70.

Sun Han-dong*, Huang Sheng-xiong, Han Quan-bin. Diterpenoids from Isodon species and their biological activities. Natural Product reports, 2006, 23: 673-698.

根据2019年11月中国科学院昆明植物研究所网站显示，孙汉董先后24项科研成果分获国家、中国科学院和省部级奖励；在中国国内外申请发明专利50余项。

根据2019年11月中国科学院昆明植物研究所网站显示，孙汉董已培养博士、硕士研究生60余名。

2009年7月9日，孙汉董在参加中国科学院微生物研究所微生物资源中心（IMCAS-BRC）成立仪式之际，对微生物所进行了学术访问，并做了题为《一类新型的、潜在的抗癌抗炎药物—对映-贝壳杉烷类二萜化合物》的学术报告。

孙汉董的研究组于2005年度被中国科学院授予“第二届中国科学院创新文化建设先进团队”的称号，2007年被云南省教育卫生科研工会授予“创新学习型组织，争创知识型职工”先进集体，2008年被省总工会授予“工人先锋号”称号。

孙汉董先后对中国和云南省的约400多种香料植物用现代分析方法进行了系统研究，为较全面深入认识云南乃至中国的香料植物资源及其开发利用提供了坚实的科学依据，研制了一系列产品，填补了中国国内香料研究的一些空白，为中国和云南省天然香料的研究和开发，以及中国天然香料工业的发展做出了贡献，取得了显著的社会经济效益。（延边大学长白山生物资源与功能分子教育部重点实验室评）

孙汉董在新药的研发和推动中国中药现代化等方面做出了重要贡献，在冬凌草领域的长期工作为中国创新性药物的研制打下坚实的基础。（中国科学院微生物研究所评）