Дмитрий является старшим научным сотрудником лаборатории перспективной солнечной энергетики и ведущим экспертом на кафедре функциональных наносистем и высокотемпературных материалов НИТУ «МИСиС». Занимается исследованиями в области физической химии наносистем и наноструктурных материалов, участвует во множестве международных проектов по созданию новых типов материалов для электроники и фотовольтаики. В 2019 году стал лауреатом премии правительства Москвы в области энергоэффективности и энергосбережения за разработку новых тонкопленочных перовскитных оптоэлектрических устройств. Дмитрий Муратов один из ведущих разработчиков электронных учебных курсов и виртуальных лабораторных работ в НИТУ «МИСиС», созданных при поддержке Фонда инфраструктурных и образовательных программ группы «Роснано», автор более 30 научных статей в ведущих международных журналах, входящих в индексы цитирования Web of Science и Scopus. Учёный имеет более 10 зарегистрированных патентов.