Thorsten Bach entwickelt neue Methoden, um Naturstoffe gezielt und in großer Menge synthetisch herzustellen. Er erforscht, wie solche Synthesen unter Verwendung von Licht und speziellen Katalysatoren zu gestalten sind. Für die biologische Wirksamkeit von Molekülen ist ihre räumliche Anordnung wichtig. Bach sucht nach Kombinationen aus Licht und chemischen Katalysatoren, um gezielt eine Variante spiegelbildlich aufgebauter Moleküle – sogenannte Enantiomere – zu erzeugen. Die von ihm entwickelten Verfahren eröffnen neue Anwendungsfelder der chemischen Synthese, beispielsweise bei der Arzneimittelherstellung.

Thorsten Bach studierte Chemie in Heidelberg und Los Angeles, USA und wurde 1991 an der Philipps-Universität Marburg promoviert. Nach der Habilitation an der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster wurde er 1997 zunächst zum Professor an die Philipps-Universität Marburg berufen. Im Jahr 2000 übernahm er einen Lehrstuhl für Organische Chemie an der TU München. Bach wurde 2015 mit einem ERC Advanced Grant sowie 2018 mit der Emil-Fischer-Medaille der Gesellschaft Deutscher Chemiker ausgezeichnet. Mitglied der Leopoldina ist er seit 2006.

Der Leibniz-Preis wird von der DFG vergeben und ist der wichtigste deutsche Forschungsförderpreis. Das Preisgeld von 2,5 Millionen Euro können Preisträgerinnen und Preisträger bis zu sieben Jahre lang nach ihren eigenen Vorstellungen und ohne bürokratischen Aufwand für ihre Forschungsarbeit verwenden. Verliehen werden die Leibniz-Preise 2020 am 16. März in Berlin. Zu den Ausgezeichneten gehört auch Leopoldina-Mitglied Dagmar Schäfer.