indykan roślinny, z którego powstaje indygo), badanie barwników antrachinonowych i naftochinonowych. W czasie badań Leon Marchlewski korzystał z najnowszych wówczas metod pomiarów fizykochemicznych (zob. chemiczna analiza strukturalna), m.in. był pionierem w dziedzinie zastosowań spektrofotometrii w zakresie UV do ustalania struktury cząsteczek (zob. widmo pasmowe). W dziedzinie chemii analitycznej opracował m.in. metody oznaczania: zawartości węgla w związkach chemicznych metodą miareczkowania wolumetrycznego; wspólnie z J. Lungem skonstruował aparat do analiz zawartości węglanów (aparat Lunge-Marchlewskiego), zawartości jodu w jego związkach, stężenia tlenków siarki i tlenków azotu w procesach produkcji kwasu siarkowego i kwasu azotowego (analiza gazometryczna gazów nitrozowych). Opracował również i wdrożył system analiz wód mineralnych południowej Polski.
Publikacje Był autorem lub współautorem ponad 200 publikacji – artykułów naukowych, prac doświadczalnych, monografii i podręczników, artykułów popularnonaukowych, m.in. (wybór według Google books):