Kim Dam-Johansen blev tidligt i sin karriere opmærksom på behovet for mere ren og effektiv produktion af el og varme. Han har opbygget forskningscenteret CHEC og var igennem ti år (fra 1998 til 2008) verdens mest citerede forsker inden for emnet forbrænding.
Siden 2000 har han været institutdirektør på DTU Kemiteknik i en periode, hvor instituttet er vokset markant og nu er blandt verdens stærkeste teknisk kemiske institutter med fokus på forskning, innovation og uddannelse inden for produktdesign, procesdesign og produktion på tværs af kemi, bioteknologi, fødevareingredienser, pharma og energi. Hans store viden er kommet mange hundrede studerende og ph.d.-studerende til gavn.
Kim Dam-Johansen blev uddannet civilingeniør i kemi fra det daværende DTH (nu DTU) i 1983 og tog efterfølgende en ph.d.-grad. Han påbegyndte allerede under sit ph.d.-studie opbygningen af et forskningscenter, fordi han havde opdaget, at der var et behov for forskning og industriel innovation i renere og mere effektiv produktion af el og varme.
Forskningscenteret blev formelt dannet 1. februar 1987 under akronymet CHEC, som står for Combustion and Harmful Emission Control. Forskningen har fra starten været præget af et tæt samarbejde med erhvervslivet, heriblandt de danske elværker og en række store danske virksomheder som f.eks. FLSmidth, Rockwool og Haldor Topsøe.
De forskningsmæssige relationer til virksomheder har generelt været kendetegnende for Kim Dam-Johansens arbejdsliv på DTU. Allerede som 34-årig blev han f.eks. udnævnt til forskningsrådsprofessor med finansiering fra de daværende elværksorganisationer. I 2017 gjorde en stor donation fra Hempel Fonden det muligt for Kim Dam-Johansen og hans team at bygge endnu et forskningscenter, der fik navnet CoaST.
CoaST står for The Hempel Foundation Coatings Science and Technology Centre, og det blev skabt på baggrund af en vision om at etablere et globalt førende center for funktionelle coatings. Centeret er under hastig udvikling, og CoaST samarbejder i dag med virksomheder og universiteter i hele i verden.
Kim Dam-Johansen blev i slutningen af 1990’erne udnævnt til koncerndirektør hos Hempel, og han er i dag medlem af bestyrelsen for Hempel Fonden. Han er desuden medlem af flere bestyrelser og har en række tillidsposter. I 2011 blev Kim Dam-Johansen udnævnt til æresdoktor ved Åbo Akademi, Finland, og til Einstein-professor af Chinese Academy of Sciences.