Центральная тема исследований Гофмана – амины и их синтез. В 1843 ученый показал, что продукты, полученные в разное время Унфердорбеном (1826), Рунге (1837), Фрицше (1841), Зининым (1842) при разгонке каменноугольной смолы и считавшиеся разными веществами, на самом деле представляют собой одно и то же соединение, которое он вслед за Фрицше назвал анилином. В 1850 показал, что при нагревании иодистого этила с аммиаком образуются амины. В 1881 предложил способ получения первичных аминов из амидов карбоновых кислот (реакция Гофмана). В 1856 в лаборатории Гофмана его ученик У.Перкин получил первый анилиновый краситель – мовеин. Сам Гофман синтезировал краситель анилиновый красный (фуксин), формальдегид, гидразобензол, изонитрилы. Гофман одним из первых признал и ввел в учебную практику новую систему атомных весов, выдвинутую С.Канниццаро и основанную на гипотезе А.Авогадро. Разработал множество демонстрационных химических экспериментов, которые используются до сих пор. Его Введение в современную химию (Einleitung in die moderne Chemie, 1865) было одним из самых популярных научных пособий того времени. В 1888 Гофман был удостоен дворянского звания.

Умер Гофман в Берлине 2 мая 1892.