Helmut Schwarz ist Experte auf dem Gebiet der Organometallchemie. Diese beschäftigt sich mit Verbindungen, bei denen Metall-Atome direkt an Kohlenstoff-Atome gebunden sind. Schwarz erforschte Übergangsmetalle, die als Katalysatoren einzelne Bindungen in organischen Molekülen aufbrechen und verändern können. So können gezielt neue Stoffe hergestellt werden. Schwarz trug mit seiner Arbeit zum Verständnis chemischer Reaktionen auf der grundlegendsten Ebene bei, insbesondere von Metallen und Gasen. Mit seinen Forschungen verbesserte er das Verständnis katalytischer Prozesse und trieb die Entwicklung maßgeschneiderter Katalysatoren voran. Dabei war er maßgeblich an der Fortentwicklung der Massenspektrometrie beteiligt. Mit dieser kann das Verhalten von Atomen und Molekülen während chemischer Prozesse quasi in Zeitlupe beobachtet werden. Als Beispiel der praktischen Relevanz seiner Arbeit gilt das sogenannte DEGUSSA-Verfahren. Hierbei handelt es sich um einen Prozess zur Herstellung von Blausäure mit Hilfe von Ammoniak und Methan.
Schwarz wurde 1972 an der Technischen Universität Berlin promoviert, wo er sich zwei Jahre später auch habilitierte. 1978 erfolgte – ebenfalls an der TU Berlin – die Berufung auf eine Professur für Chemie. Er absolvierte diverse Forschungsaufenthalte in der Schweiz, dem Vereinigten Königreich, Israel, Australien, Japan, Neuseeland, Österreich und Frankreich. Von 2008 bis 2018 war er Präsident der Alexander von Humboldt-Stiftung. Für seine wissenschaftlichen Leistungen erhielt er unter anderem den Gottfried Wilhelm Leibniz-Preis (1990) der Deutschen Forschungsgemeinschaft, den Max-Planck-Forschungspreis der Alexander von Humboldt-Stiftung (1991), die Goldene Medaille der Humboldt-Gesellschaft für Wissenschaft, Kunst und Bildung (2021) und den Wolf Prize der Wolf Foundation (2025). Die Leopoldina nahm Helmut Schwarz 1992 in die Sektion Chemie auf. Von 2010 bis 2015 wirkte er hier als Mitglied des Präsidiums.
Mit dem BBVA Foundation Frontiers of Knowledge Award werden herausragende Beiträge in den Kategorien Grundlagenwissenschaft, Biomedizin, Umweltwissenschaften und Klimawandel, Informations- und Kommunikationstechnologie, Sozialwissenschaften, Wirtschaft sowie Geisteswissenschaften und Musik gewürdigt. Der Preis ist in jeder Kategorie mit 400.000 Euro dotiert und wird seit 2008 durch die im spanischen Bilbao ansässige BBVA Foundation in Zusammenarbeit mit dem Spanish National Research Council (CSIC) vergeben.