유두영 박사는 생물분자공학(Biomolecular Engineering)이라는 새로운 연구분야를 개척하고 이를 학문적으로 정립하였다. 특히, 세포내 분자수준에서 일어나는 생명현상과 대사조절현상에 대한 이해를 바탕으로, 생물분자공학을 정량적이고 거시적인 공학적 생산기술로 발전시켰다. 그럼으로써, 순수과학과 응용공학의 학문적 경계를 초월한 새로운 생명공학의 학술적 발전과 산업적 응용에 선도적 역할을 하였다. 유박사의 주요 연구과제는 응용성이 높은 유전자 재조합 균주의 개발, 생물반응기 및 공정 개발, 대사공학, 동식물 세포배양 기술, 효소공학 및 생촉매 전환 기술 등이며, 이 연구들은 순수과학과 공학 간의 상호보완성과 실용성을 내포하고 있다. 이러한 연구 결과는 EPO, 인터페론, 인슐린, 단일항체 치료제, 항생제, 스테로이드 호르몬 등의 생산에 적용되었으며, 재조합 단백질의 발현 후 변형과 세포 균체 외분비에 대한 연구는 효모와 알파-아밀라제 생산에 적용되었다. 최근 그는 유전자 치료, 성인병 치료, 손상된 세포 및 조직 재생을 가능하게 하는 성인줄기 세포 연구에 주력하고 있다. 유박사는 210 여 편의 연구논문을 발표하였으며 16개의 발명특허를 가지고 있다. 이러한 그의 업적은 새로운 생명공학 생산품 개발, 생물공정 기술 및 생물 배양기의 디자인에 대한 심도 있는 연구를 통해 이루어진 것이다. 유박사는 이외에 국내외 생물산업 및 제약회사, 국제생명공학전문기구, 미국과학재단(NSF) 및 미국국립보건원(NIH) 등의 기술고문으로 활약하였다