งานวิจัยของ รศ.ดร. ยุทธนา เกี่ยวข้องกับการประยุกต์การคำนวณเทคนิคทางเคมีควอนตัม เพื่อใช้ศึกษาสมบัติพื้นฐานของโมเลกุลและศึกษาอันตรกิริยาระหว่างโมเลกุล ซึ่งความเข้าใจเกี่ยวกับสมบัติไฟฟ้าและแม่เหล็กของโมเลกุล มีความสำคัญมากต่อการพัฒนาองค์ความรู้ของระบบโครงสร้างระดับนาโนเมตร ในขณะที่ความเข้าใจเกี่ยวข้องกับอันตรกิริยาระหว่างโมเลกุล ช่วยให้การพัฒนาออกแบบตัวยาและตัวเร่งปฏิกิริยาทางอุตสาหกรรมเป็นไปอย่างมีเหตุผลมากขึ้น โดยได้มีการศึกษาถึงผลของสนามไฟฟ้าต่อการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของสารโมเลกุลเล็ก เพื่อใช้อธิบายการจัดตัวของโครงสร้างเมื่อเข้าทำปฏิกิริยา ความสัมพันธ์ของโครงสร้างต่อการนำไฟฟ้าในโมเลกุล ผลของสนามแม่เหล็กจากโมเลกุลลักษณะเป็นวงแหวนต่อสมบัติแม่เหล็กของโมเลกุลที่วิ่งลอดผ่าน

งานวิจัยพื้นฐานทางเคมีเกี่ยวข้องกับระเบียบวิธี Density Functional Theory ที่ รศ.ดร. ยุทธนา ศึกษา ได้รับการอ้างถึงในหนังสือวิชาการนานาชาติ 2 เล่ม (Essentials of Computation Chemistry โดย C.J. Cramer และ A Chemist's Guide to Density Functional Chemistry โดย W. Koch & M.C. Holthausen)