主要研究方向包括实验地球化学、同位素地球化学和环境地球化学，主要从事矿床地球化学的高温高压实验研究、精确实验测定矿物溶解度研究热液中元素的存在形式以及提取水溶物类热力学数值的研究；同位素地球化学实验室拥有世界上最先进的全自动全时标激光显微探针定年系统，可以进行K Ar和Ar
Ar同位素定年研究。环境地球化学研究方向拥有国内一流水平的环境苛尔蒙地球化学实验室，拥有目前世界先进色谱质谱联用仪等先进设备，可以进行超微量有毒污染分析。
本专业招收硕士研究生与博士研究生。目前有4位博士研究生指导教师，其研究方向与联系方式见下表：
导师姓名 | 研究方向 | 联系电话 | 备注 |
| 郑海飞 | 实验地球化学、环境地球化学、同位素地球化学、 有机地球化学 | 62758223 | 博导 |
| 刘树文 | 构造地球化学、同位素地质学 | 62754163 | 博导、教育部骨干教师 |
| 朱永锋 | 化学地球动力学、矿床地球化学 | 62756044 | 博导 |
| 刘曦 | 实验地球化学、岩石学、矿物物理 | 博导、北京大学优秀青年人才特聘研究员 |