Kaj Blennow forskar på klinisk neurokemi, det vill säga de biokemiska förändringar som ligger bakom hjärnsjukdomar som Alzheimers sjukdom. Han leder en forskargrupp vid det Neurokemiska Laboratoriet på Sahlgrenska Universitetssjukhuset, som fokuserar på att hitta nya metoder för att diagnostisera Alzheimer. De biomarkörer som Kaj Blennows laboratorium utvecklat används idag världen över. Biomarkörerna kan också användas för att utvärdera effekten av nya läkemedel, och för att bekräfta resultat från cell- och djurförsök direkt på levande patienter.