分析地球化学部門は、マグマ・流体形成やそれに伴う元素の移動・分配、同位体分別などの素過程を定量的に、かつ時間軸を入れて理解し、元素合成から太陽系形成、地球の形成・進化などの自然界の現象を解明することを目的としている。そのために、世界最先端の元素分析・同位体分析技術を駆使し、再現実験も織り交ぜて研究を行なっている。

実験地球物理学部門では、 地球型惑星の構造、 ダイナミクス、 進化を解明することを目指している。 このために、 各種鉱物、 マグマ、 水などの地球型惑星を構成する物質を対象に、 物理化学的性質と相平衡、 相互作用について実験的・理論的研究を行っている。

地球物質科学研究センターは、分析地球化学部門および実験地球物理学部門の高度な研究能力をもとに、それを最大限に生かした地球・惑星物質科学の国際共同研究を展開する。その実績をもとに、我々は、地球・惑星物質科学を国際的に主導する中心的研究拠点となるべく努力を続けている。

客員外国人研究部門は5名の長期滞在客員外国人研究員からなり、本センターのスタッフとともに地球・惑星科学の新たな研究分野を切り開くことを目的に設置された。