2003年，70歲的陳宗懋當選中國工程院院士，成為我國茶業界的第一位院士。然而在陳宗懋的名片上，最顯眼奪目的不是“中國工程院院士”的頭銜，而是茶葉：名片所有的文字為黑色，只有三片細小的茶葉是青翠欲滴的綠色，這綠色向眾人敘述著中國唯一“茶院士”的人生經歷。
20世紀60年代，茶葉中農藥殘留問題日益嚴重，影響了我國的茶葉出口。當時我國茶葉農藥殘留分析還是空白，陳宗懋受命開展此項研究，開辟了我國茶葉農藥殘留研究的新領域。近50年來，他先后進行了40余種農藥在茶樹上殘留、降解動態的研究，提出了20余種農藥在茶樹上的安全使用標準，其中18項作為國家標準、5項作為農業部標準。
上世紀DDT、六六六之類的農藥因為殺蟲效果好、價格便宜，在全世界得到廣泛應用，但就是不易分解。陳宗懋首次提出了茶葉中DDT和六六六殘留水平徘徊不降的原因以及污染不是來自土壤或水源，而是空氣漂移的論點，開展了按照農藥常用參數和主要生態條件分析茶葉農藥殘留水平的預測研究。用簡易參數和公式對一種作物預測不同類型農藥在使用后的殘留水平，在國際上屬首次。研究成果經鑒定具國際先進水平，并獲國家級科技進步獎3次、省部級科技進步獎2次以及專利1項。
20世紀90年代初，他開拓了茶園化學生態學研究新領域，從“茶樹－害蟲－天敵”三重營養關系間的化學通訊機制著手，明確了害蟲定位茶樹和天敵尋覓害蟲的化學生態學機制，揭示了在一種植物上不同害蟲誘發產生不同揮發性化合物以引誘各種天敵的現象，為尋求害蟲防治新途徑提供了理論依據。
從20世紀70年代起，陳宗懋院士多次向農業部等部門提出在茶葉中禁用高殘留和劇毒農藥，選用低毒、高效、低殘留農藥的建議。1996年和1999年，分別向農業部提出在茶葉生產中禁用高殘留的農藥品種二氯殺螨醇和氰戊菊酯的建議，得到了農業部、化工部、商業部、衛生部專家的認可和采納，并分別于1997年6月和1999年11月頒布在全國實施。針對國內出口茶農藥大量超標的現狀，提出建立生產基地和更換農藥品種的建議，并向農業部建議茶葉生產中禁用農藥名單，受農業部和各省邀請在各地舉辦培訓班20余次，對降低我國出口茶的農殘水平起到了關鍵作用，超標率由1999年的80%以上降至2006年的17%，得到國際公認和茶業界的好評。
