El trabajo realizado en el IGEO pretende avanzar en el estudio de la interacción entre los procesos internos y externos que han dado origen a nuestro planeta y siguen modelando su evolución. Por ello, la investigación actual del IGEO se concentra en tres departamentos:
El Departamento de Dinámica de la Tierra y Observación Terrestre, que se encarga del estudio de la dinámica del Sistema Tierra a diversas escalas espacio-temporales tales como la evolución de orógenos, topografía dinámica, estructura interna y evolución tectonotermal.
El Departamento de Geología Sedimentaria y Cambio Mediambiental, que se encarga de la modelización y análisis del clima del planeta así como de la caracterización de los cambios ambientales del pasado en amplias escalas espacio-temporales.
El Departamento de Geomateriales, que se encarga del estudio de mecanismos de formación y alteración de materiales geológicos tanto en ambientes naturales como artificiales.
La investigación desarrollada en el IGEO tiene un carácter integrador y requiere de aproximaciones multidisciplinares en problemas relacionados con la Geología, Geodesia y Geofísica mostrando especial énfasis en problemas socio-económicos actuales enmarcados en el ámbito de la sostenibilidad social y la conservación del medio ambiente como el análisis de riesgos naturales, el estudio del cambio global, la prospección de recursos naturales estratégicos o el diseño de nuevos materiales y procesos productivos.