Hoffmann uppställde 1965 tillsammans med R.B. Woodward de s.k. Woodward–Hoffmann-reglerna för reaktivitet och stereokemi vid elektrocykliska reaktioner, byggda på principen om orbitalsymmetrins bevarande. Hoffmann och Kenichi Fukui erhöll tillsammans 1981 års Nobelpris i kemi för sina ”var för sig utvecklade teorier för kemiska reaktioners förlopp”. Hoffmann har senare ingående studerat