环境地球化学的研究方法主要包括现场调查研究和实验室模拟试验。在实地考察中，关键步骤是科学地选择取样点，确保其具有代表性且数量充足。运用共轭布点法，如研究风化壳，会同时采集经过它的河流水样和土壤上的植物样品，以揭示化学物质在环境中的迁移和转化规律。这种方法揭示了环境各要素间的地球化学联系，帮助了解化学物质在整体环境中的动态分布情况。
然而，仅通过现场调查无法揭示迁移作用的成因和机制，这就需要借助实验室的模拟实验。在人工设计的环境中，通过观察特定过程，可以探究这些结果背后的原理。实验设计需兼顾实验目的与实际环境的相似性，以获取更深入的见解。
现代分析测试技术在环境地球化学研究中起着至关重要的作用。目前采用的技术包括中子活化分析、火花源质谱、化学电离质谱、电感耦合等离子体源原子发射光谱、无火焰原子吸收光谱、X射线荧光分析、电子探针法、化学分析电子能谱、阳极溶出伏安法、差示脉冲极谱以及气相色谱等。这些技术要求具有高灵敏度、高准确度，基体干扰小，且能进行多元素同时分析，以确保研究结果的精确性和全面性。
环境地球化学是环境科学与地球化学之间的一门新兴的边缘学科，是环境地学的一个分支。它主要研究环境中天然的和人为释放的化学物质的迁移转化规律，及其与环境质量、人体健康的关系。