• Fizykochemia jonów lantanowców i ich kompleksów
• Procesy przeniesienia energii w układach zawierających jony lantanowców
• Układy reakcyjne wykazujące ultra-słabą emisję
• Opracowanie nowych metod oznaczania substancji organicznych (substancji czynnych; leków i innych substancji o znaczeniu biologicznym) jonów nieorganicznych  w oparciu o chemiluminescencyjne układy reakcyjne

Najważniejsze publikacje:

1. Lanthanide-sensitized luminescence and chemiluminescence in the systems containing most often used medicines; a review, M. Kaczmarek, Journal of Luminescence  222 (2020) Article number 117174.
2. Oxidation of certain fluoroquinolones using the chemical sources of reactive oxygen species in the presence of Tb(III) ions and analytical application of these systems, M. Kaczmarek, K. Staninski, M. Stodolny, Journal of Luminescence  215 ( 2019) Article number 116654.
3. Terbium(III) ions as sensitizers of oxidation of indole and its derivatives in Fenton system, M. Kaczmarek, K. Staninski, Journal of Luminescence 183 (2017) 470-477.
4. -Lanthanide ions (III) as sensitizers of melatonin oxidation in reaction mixtures providing reactive species of oxygen and nitrogen, M. Kaczmarek, Journal of Luminescence  162 (2015) 31-35.
5. Chemiluminescent systems generating reactive oxygen species from the decomposition of hydrogen peroxide and their analytical applications, S. Lis, M. Kaczmarek, Trends in Analytical Chemistry; 44 (2013) 1-11.
6. Chemiluminescence determination of tetracyclines using Fenton system in the presence europium(III) ions,M. Kaczmarek, S. Lis,  Analytica Chimica Acta  639 (2009) 96-100.