El Dr. Moreno Cárcamo es un experto en el campo de la cristalización de macromoléculas biológicas y métodos de crecimiento de cristales, investigaciones cristaloquímicas, bioquímicas y estructurales de proteínas a través de técnicas de difracción de rayos-X, así como microscopia electrónica de barrido/transmisión y microscopía de fuerza atómica y técnicas de radiación sincrotrón.

Asimismo, el doctor Moreno Cárcamo lleva a cabo estudios de aislamiento, purificación, caracterización y resolución estructural de proteínas intraminerales, que participan en procesos de biomineralización  de carbonato de calcio en la formación de cascarones de huevo de aves rátides y dinosaurios encontrados en el norte de México (Paleoarqueoquímica).

Otra de sus líneas de investigación es sobre enfermedades del mundo moderno y está relacionada con el estudio de la influencia de campos eléctricos y magnéticos en la estructura tridimensional de proteínas. Estas investigaciones tienen como objeto investigar una enfermedad denominada hiperelectrosensibilidad, que tiene que ver con la exposición a equipos electrónicos de la vida moderna como teléfonos móviles, tabletas, computadoras, entre otros las cuales causan un tipo innusual de alérgias (no causada por alérgenos).

Otra línea de investigación está relacionada con el Origen Químico de la Vida, en el estudio del papel que jugaron los silico-carbonatos de metales alcalinotérreos (Ca, Ba, Sr) en la vida temprana de la tierra para proteger el DNA/RNA. Finalmente, desde hace varios años, estudia el diseño de fármacos, empleando transferrinas humanas como diana biológica, para poder aplicar un modelo denominado “Caballo de Troya”; para estudiar el efecto de fármacos específicos contra cáncer de cerebro y enfermedades neurodegenerativas.