Στον τομέα της Στοιχειακής και Μοριακής Ανάλυσης Υλικών αναπτύσσονται ερευνητικές δραστηριότητες που αφορούν στον ποιοτικό και ποσοτικό χαρακτηρισμό οργανικών και ανόργανων συστημάτων μέσω προηγμένων αναλυτικών και φασματοσκοπικών τεχνικών. Η έρευνα στοχεύει στη διερεύνηση της χημικής σύστασης, της μοριακής δομής και της παρουσίας ιχνοστοιχείων ή οργανικών ενώσεων σε σύνθετα συστήματα, με εφαρμογές σε περιβαλλοντικά, βιολογικά, βιομηχανικά, γεωλογικά και πολιτιστικά υλικά.

Σημαντικό μέρος της έρευνας αφορά στην ανάπτυξη και βελτιστοποίηση μεθοδολογιών στοιχειακής ανάλυσης μέσω τεχνικών όπως η φασματοσκοπία ατομικής απορρόφησης (AAS) και ο φθορισμός ακτίνων Χ (XRF/μ-XRF), με στόχο την ανίχνευση και ποσοτικοποίηση κύριων, δευτερευόντων και ιχνοστοιχείων σε διαφορετικές κατηγορίες δειγμάτων. Οι ερευνητικές δραστηριότητες περιλαμβάνουν μελέτες κατανομής στοιχείων, συσχετίσεις χημικών χαρακτηριστικών και διερεύνηση μεταβολών που σχετίζονται με φυσικές, χημικές ή περιβαλλοντικές διεργασίες.