Chimiste du solide, Jacques Livage a été à l'origine du développement de la chimie douce dans le domaine des matériaux. Inspirée des processus de biominéralisation, cette nouvelle méthode de synthèse a conduit au développement des « procédés sol-gel » qui permettent d'élaborer des verres et des céramiques dans des conditions proches de l'ambiante. Contrairement aux techniques classiques de la chimie du solide qui font réagir des poudres en les chauffant à haute température, la chimie douce utilise des précurseurs moléculaires en solution. Le réseau solide est formé progressivement via des réactions de polycondensation analogues à celles qui sont mises en jeu pour la synthèse des polymères organiques. Ces conditions de « chimie douce » permettent de faire réagir simultanément des molécules organiques et des espèces minérales, conduisant à la formation d'hybrides organo-minéraux. Ces nanocomposites à l'échelle moléculaire ouvrent la voie à toute une gamme de matériaux nouveaux alliant les propriétés des verres à celles des polymères.

Jacques Livage consacre maintenant l'essentiel de ses travaux à l'application des méthodes sol-gel dans le domaine de la biologie. La chimie douce permet en effet d'immobiliser des espèces biologiques (enzymes, anticorps, bactéries, virus, micro-algues...) au sein de matrices minérales. Les espèces immobilisées conservent leur activité biologique permettant de réaliser des biocapteurs et des bioréacteurs. Jacques Livage est co-auteur de plus de 450 publications. Membre du comité scientifique de nombreuses revues et congrès internationaux, il a joué un rôle fondamental dans le développement de la chimie douce et des procédés sol-gel.