Oddělení geochemie se zabývá výzkumem složení, struktury a vlastností hornin a odvozených materiálů metodami povrchové chemie, geochemie a petrologie. Studuje minerální složení, procesy vzniku a kumulace organické hmoty v horninách, charakterizuje biologické zdroje a paleoprostředí. Analyzuje produkty nedokonalého spalování a zkoumá migraci toxických prvků v souvislosti s kontaminací prostředí. Věnuje se problematice sorpce oxidu uhličitého a metanu v porézních přírodních a umělých materiálech v závislosti na jejich vlastnostech, a vyvíjí nové mikromesoporézní uhlíkové materiály jako adsorbenty pro CO2.