Les travaux de recherche de René Doyon du Département de physique de l’Université de Montréal 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’observations ciblant la recherche et la caractérisation des naines brunes, des exoplanètes et des étoiles jeunes de faible masse. Coté instrumental, il dirige divers projets d’instrumentation infrarouge (caméra et spectrographe) pour l’Observatoire du Mont-Mégantic. Il participe au développement du Gemini Planet Imager dont la mise en marche a été entamée en 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 le chercheur principal de NIRISS, l’un des quatre instruments scientifiques du télescope spatial James Webb.
M. Doyon est le directeur de l’OMM et le directeur de l’Institut Trottier de recherche sur les exoplanètes.