Константин Новосёлов получил Нобелевскую премию по физике за создание совместно со своим руководителем Андреем Геймом новой аллотропной модификации углерода — графена, который представляет собой одинарный слой атомов углерода.
Учёный также возглавил команду исследователей, разрабатывавшую концепцию Национального института графена в Манчестере и впоследствии курировавшую его дизайн, возведение и открытие. Новосёлов предложил несколько уникальных архитектурных и технических решений. В частности, покрытие Национального института графена изображает формулы из ранних работ Новосёлова и Гейма.
Сегодня в сфере научных интересов исследователя — по-прежнему новые материалы: искусственные и функционально умные.