Die Untersuchungen umfassen die Bestimmung von Haupt-, Neben- und Spurenelementen in Gesteinen und Böden. Ermittelt werden außerdem physikalische und chemische Eigenschaften von Böden wie z. B. Wasserdurchlässigkeit, Puffer- und Filtervermögen. Auch alle wesentlichen bodenschutzbezogenen Analysenverfahren, z. B. auf ammoniumnitrat- und wasserextrahierbare Schwermetalle werden durchgeführt.

Die mineralogische Analytik beschreibt unter Einsatz von lichtmikroskopischen und spektrometrischen Verfahren die qualitative und quantitative Mineralzusammensetzung von Böden und Gesteinen. Die Ergebnisse fließen in das Bodeninformationssystem Bayern (BIS-BY) ein.

Mit dem Rohstoff-Analytikzentrum in Hof (Saale) erfüllt der Geologische Dienst seine Aufgaben im Rahmen der Rohstoffsicherung. Dort werden vor allem Qualitäts- und Materialeigenschaftsprüfungen von Fest- und Lockergesteinen im Hinblick auf ihre Eignung und Verwendbarkeit in Industrie und Baugewerbe durchgeführt. Eine weitere wichtige Aufgabe sind Untersuchungen im Rahmen von Bergrechtsverfahren (gesetzliche Aufgabe als amtlicher Sachverständiger) an feuerfesten Quarzrohstoffen, an säurefesten Tonen sowie an Bentoniten.

Weiterhin werden gesteinsphysikalische Parameter für die Bewertung der geothermischen Nutzung des Untergrundes ermittelt, u.a. die Wärmeleitfähigkeit von Gesteinen und Böden, die Temperaturleitfähigkeit von Gesteinen und die Wärmekapazität. Die Parameter stellen die Grundlage für Karten zum geothermischen Potential im Umweltatlas Bayern dar.