Christopher Mayhew forscht seit Oktober 2016 an der Universität Innsbruck im Bereich der Spurengasanalytik mit besonderer Berücksichtigung der Atemgasanalyse. Seine Arbeitsgebiete umfassen die Erforschung von Ionen-Molekül-Reaktionen, die in interstellarer Materie, Plasmen und Planetenatmosphären auftreten. Diese Grundlagenforschung bildet die Basis für ultrasensitive Methoden in der Spurengasanalytik.
Ein zentraler Schwerpunkt seiner Arbeit liegt in der Atemgasanalytik: Atemgas dient als nicht-invasives Fenster zu metabolischen Prozessen im Körper und ermöglicht die Diagnose und Verlaufsüberwachung bestimmter Krankheiten. Ziel ist die Entwicklung einfacher und kostengünstiger Geräte, die Biomarker in der Ausatemluft zur Früherkennung von Krankheiten detektieren können.