陈懿对不同价型氧化物在一些常用氧化物载体上的分散做出定量描述，提出考虑被分散物种本征性质和载体表面结构的嵌入模型, 对多种非晶态合金催化剂和低维纳米材料化学制备的反应机理进行研究，阐明制备条件和产物的结构和性能之间的关联，为了解相关催化剂和材料的结构与性能间的关系及其科学设计提供了参考依据。联合有关同志倡导介观化学研究以及高校与产业部门的合作，所组建的介观化学教育部重点实验室和南京大学—中石化上海石化院催化材料与技术联合实验室多年来在研究“从下而上”地合成介观结构材料及其在催化和多种功能材料中的应用、在理论和实验的结合、化学和工程的结合等方面进行探索，取得良好进展。

截至2014年10月，陈懿先后发表研究论文约四百篇，专著有《物理化学》《物理化学简明教程》及《穆斯堡尔谱学基础和应用》等。

截至2014年10月，陈懿先后获得省部科技奖励五项，中国国内外发明专利授权三十件。

陈懿认为：“我们无法一直规定学生的科研项目，更无法决定他们未来的发展道路。我们能做的就是严格要求，所谓‘爱之深，求之甚’，只有以高标准要求学生，才能更好地让他们成长成材。”陈懿始终主张每个阶段都有该做的事情，每个阶段都要脚踏实地把事情做好，老师则要做好学生各个阶段的引路人。“本科阶段是学生一生中长身体、涨知识、世界观形成的最关键时期，有些习惯和理念一旦形成就很难改变。这个阶段就是要‘重教学’，让学生把基础打好，将来才有可能在多变的社会中应对自如。研究生则是在探索未知中学习，在这个阶段，大量的教学活动是通过科研进行的，在培养人的过程中经常会同时产出成果，做到‘教学科研并行’。”陈懿认为，本科生拓宽学科领域、适量参加科研，研究生则要防止“只见论文不见人”，在设置高层次基础性课程上下功夫，因材施教，真正做到各尽其能、各得其所。

陈懿对教学，他严谨，高标准严要求，始终视“立德树人”为大学教育的首要任务；对行政工作，他投入，承前启后、求实出新，为学校发展尽力尽心；对科研，他勤奋，不急功近利，注重开拓创新，一个个持灯钻研的深夜成就了今日的累累硕果；作为先驱，他团结同辈，提携后学，他认为，社会发展不仅需要“江山代有才人出”，还需要“一代更比一代强”，对年青人，要严格要求，挑重担、早登台，向更高更远处进发。（《南京大学报》评）

陈懿为促进中国催化领域的国际交流和合作也作出了重要贡献。（南京大学评）