Основные научные достижения Кочетком Н.К., получившие мировое признание, связаны с развитием современных методов структурного анализа и химического синтеза сложных биологически важных производных углеводов, Его работы по новым методам синтеза гликозидной связи позволили впервые осуществить синтез серологически активных бактериальных полисахаридов сложной структуры. Кочетковым Н.К. разработаны новые подходы к получению искусственных антигенов» имеющих значение как диагностические средства. В области структурного анализа сложных углеводов общепризнаны заслуги Кочеткова Н.К, в разработке принципов применения физико-химических методов (масс-спектрометрия, спектроскопия ЛМР с компьютерным анализом спектров), Кочетковым Н.К. и его сотрудниками установлено строение широкого круга полисахаридов различных патогенных бактерий что позволило предложить новые подходы к классификации последних, выполнены пионерские исследования структуры сложных углеводных цепей биологически важных гликопротеинов (групповые вещества крови, гликопротеины вируса гриппа) и разработаны основы радиационной химии углеводов. Значителен вклад Кочеткова Н.К, в химию нуклеиновых кислот (разработка основ химической модификации этих важнейших биополимеров), а также в развитие тонкого органического синтеза - синтез макролидных антибиотиков и других биологически активных соединений. Научные заслуги Кочеткова Н.К, отмечены Ленинской премией (1988 г.), Демидовской премией (1993 г,), Большой золотой медалью им. М.В.Ломоносова РАН (1994 г.).