Советский химик-органик, один из создателей химии элементоорганических соединений.
Научная деятельность Несмеянова началась в Московском государственном университете им. М. В. Ломоносова. После окончания химического факультета в 1922 г. Несмеянова оставили там для проведения самостоятельных исследований.
Первый большой успех пришел в 1929 г., когда ученый разработал новый метод синтеза ртутьорганических соединений (диазометод). В настоящее время ртутьорганические соединения используют в органическом синтезе, особенно при промышленном синтезе ацетилена.
В 30-40-х гг. исследователи под руководством Несмеянова применили диазометод для синтеза ароматических и гетероциклических металлоорганических соединений олова, свинца, висмута, мышьяка и других металлов. Многие из них применяются в органическом синтезе для получения новых металлоорганических соединений, служат катализаторами при проведении важных химических процессов.
Большое значение для практики имеют изученные Несмеяновым и его сотрудниками в 60-70-е гг. металлоорганические соединения переходных металлов: титана, церия, вольфрама, марганца, железа и др. При этом были подробно исследованы небензоидные системы с сильно выраженными ароматическими свойствами - новый класс органических веществ (ценовые соединения). В этих системах металл в степени окисления +2 располагается между двумя пятичленными углеродными кольцами. Наиболее полно в лаборатории Несмеянова исследованы свойства первого представителя этого ряда - ферроцена (с центральным атомом железа). Большая устойчивость этого соединения к нагреванию на воздухе (до 400°С), к действию концентрированных кислот, сильных щелочей открывает широкие перспективы его использования в различных областях практики,
С начала 50-х гг. под руководством А. Н. Несмеянова начались работы по получению искусственной пищи. На основе белка в лаборатории изготовлялись вещества, по питательности, а также по внешнему виду, вкусу и запаху мало отличающиеся от натуральных продуктов.
Достижения созданной академиком А. Н. Несмеяновым научной школы во многом определили мировой уровень изучения элементоорганических соединений.
Большая научная работа постоянно сочеталась у Несмеянова с педагогической и общественной деятельностью. Он был ректором МГУ им. М. В. Ломоносова, в течение ряда лет возглавлял Академию наук СССР.