Les travaux de recherche du Professeur Doyon portent sur le développement de l’instrumentation astronomique d’avant-garde pour divers observatoires, au sol et dans l’espace. Il participe aussi activement à divers programmes d’observation ciblant la recherche et la caractérisation des naines brunes, des exoplanètes et des étoiles jeunes de faible masse. Du côté instrumental, il mène divers projets d’instrumentation infrarouge (caméra et spectrographe) pour l’Observatoire du Mont-Mégantic. Il participe aussi au développement du Gemini Planet Imager, en opération depuis 2013.

René Doyon est le cochercheur principal de SPIRou, un spectrographe infrarouge à haute résolution installé au télescope Canada-France-Hawaii depuis 2018. SPIRou est conçu pour détecter des planètes telluriques (semblables à la Terre) dans la zone « habitable » autour d’étoiles de faible masse du voisinage solaire. Il est aussi chercheur principal de NIRISS, l’un des 4 instruments scientifiques du télescope spatial James Webb.

René Doyon est le directeur de l’Institut de recherche sur les exoplanètes.