Die von ihm geleitete Forschungsgruppe AiMat (Artificial Intelligence for Materials Sciences) befasst sich vor allem mit der datenbasierten Vorhersage von Materialeigenschaften, mit computergestütztem Materialdesign, mit dem Einsatz von Maschinellem Lernen zur Materialsimulation auf atomarer Skala sowie mit der direkten Verbindung von Methoden der Künstlichen Intelligenz mit Experimenten im Labor.
Nach dem Bachelor- und Masterstudium der Physik am KIT entwickelte Pascal Friederich im Rahmen seiner Promotion, ebenfalls am KIT, eine neue Methode zur Berechnung der Materialeigenschaften von organischen Halbleitern, die den Weg zum Design neuartiger organischer Halbleiter weist. Bei Forschungsaufenthalten am Georgia Institute of Technology/USA sowie als Marie Curie Fellow an der Harvard University/USA und an der University of Toronto/Kanada, arbeitete er an der Entwicklung von Methoden des Maschinellen Lernens für verschiedene Disziplinen. Er ist Autor zahlreicher Publikationen in renommierten wissenschaftlichen Zeitschriften.