Dr Chybicki prowadzi badania w dziedzinie genetyki populacyjnej drzew, których wyniki publikowane są w wysoko indeksowanych czasopismach z tzw. listy filadelfijskiej (m.in. Molecular Ecology, Heredity, Journal of Heredity, Botany, Forest Ecology and Management). Jego badania skupiają się zwłaszcza na problematyce systemu kojarzenia, hybrydyzacji oraz migracji.
Dr Igor Chybicki jest kierownikiem i wykonawcą projektów badawczych finansowanych przez Narodowe Centrum Nauki, a także laureatem pierwszej edycji programu IUVENTUS-Plus (MNiSW) wspierającego młodych naukowców publikujących wyniki badań w renomowanych czasopismach naukowych. Obecnie zajmuje się m.in. procesami demograficznymi i genetycznymi w populacjach na skraju zasięgu geograficznego na przykładzie populacji dębu omszonego w Bielinku nad Odrą.