Vloga vodilnega znanstvenika je lahko precej zahtevna, odvisno od panoge, v kateri je. Običajno so zelo visoko usposobljeni in imajo veliko izkušenj na svojih področjih. Lahko prevzamejo različne odgovornosti, kot je upravljanje skupine specializiranih raziskovalcev, doseganje tehničnih ciljev in zastopanje podjetja ali institucije na svetovnih konferencah. Prav tako pišejo prispevke za objavo v recenziranih revijah, sodelujejo v kliničnih preskušanjih in pomagajo pri objavljanju rezultatov vseh raziskovalnih projektov.
Oseba, ki se prijavi za delovno mesto vodilnega znanstvenika, mora imeti doktorat ali visoko diplomo z dokazanim strokovnim znanjem na svojem raziskovalnem področju. Znati morajo prenesti idejo iz faze laboratorija v fazo izdelka. Opremljen z močnimi medosebnimi, reševalnimi in komunikacijskimi veščinami, mora biti vodilni znanstvenik pripravljen prevzeti odgovornost komuniciranja s trženjskim, inženirskim in kliničnim osebjem. Če delajo v korporacijah, lahko neposredno poročajo izvršnim direktorjem.
Predvsem gradijo in vodijo skupine raziskovalcev k jasno opredeljenim ciljem. V okolju podjetja morajo biti sposobni razumeti zahteve strank in kot odgovor razviti nove tehnologije. Poleg tega, da so tehnični vodje in usmerjajo raziskovalna prizadevanja, morajo razumeti tudi dolgoročne poslovne cilje podjetja in jih izpolnjevati. Aktivno se ukvarjajo z razvojem novih protokolov, pridobivanjem podatkov in interpretacijo rezultatov.
Če vodilni znanstvenik dela na razvoju izdelka, je vključen v vsako stopnjo cikla razvoja izdelka. Lahko se lotijo več projektov in za vsakega opredelijo obseg, potek delovanja in cilje projekta. Odgovorni so tudi za ocenjevanje potreb trga in ustvarjanje novih idej za njihovo izpolnjevanje. Poleg razvoja tehnične dokumentacije za investitorje in stranke sodelujejo tudi pri razvoju projekcij stroškov tehnologije in ocen stroškov za vse raziskovalne projekte.
Nekateri znanstveniki bodo morda morali poznati postopek prijave za mednarodne patente in se zavedati vprašanj zaščite intelektualne lastnine. Zavedati se morajo in včasih celo na novo opredeliti celotno raziskovalno-razvojno agendo institucije ali podjetja. Poleg usmerjanja in podpore članom projekta bodo morda morali pregledati in upravljati priložnosti za donacije. Upravljajo vsa zunanja raziskovalna sodelovanja in po potrebi najamejo ali mentorirajo nove člane ekipe.
Vodilni znanstvenik ima zelo razburljivo vlogo, ker je na tekočem z najnovejšimi znanstvenimi dosežki na tem področju. Ne samo, da lahko neposredno sodelujejo v novih raziskavah, temveč tudi usmerjajo prihodnja raziskovalna prizadevanja. Ocenjujejo nove strategije raziskovanja izdelkov in morda celo oblikujejo nove eksperimente za preizkušanje novih idej. Morda bodo morali svoje ugotovitve predstaviti na znanstvenih konferencah ali napisati predloge za financiranje prizadevanj.