Τα κύρια ερευνητικά ενδιαφέροντα του Δρ. Χάρη Νεοκλέους εστιάζονται στον τομέα των Λοιμωδών Νοσημάτων - Μικροβιολογίας. Συγκεκριμένα, ενδιαφέρεται για τον τύπο και την επικράτηση των βακτηριακών παθογόνων που εμπλέκονται στην πρόκληση αναπνευστικών παθήσεων σε ενήλικες και παιδιά, καθώς και για την εφαρμογή νέων μικροβιολογικών τεχνικών για την ανίχνευση μικροοργανισμών.Ενδιαφέρεται, επίσης, για τη δημοσίευση εκπαιδευτικών κλινικών περιστατικών στη Γενική Παιδιατρική, που αποτελεί το πεδίο της ιατρικής του πρακτικής.