Palinología y materia orgánica: Esta área de investigación centra su trabajo en el estudio de la materia orgánica microscópica, de origen animal o vegetal, tales como el polen, las esporas de pteridofitas y hongos, cutículas, material leñoso, zooclastos, dinoflagelados, acritarcos y materia orgánica amorfa. Con este material se pueden realizar estudios de calidad de rocas generadoras de hidrocarburos, maduración de la materia orgánica, establecer la edad de los depósitos sedimentarios y su ambiente de depósito.

Microfósiles calcáreos: Los microfósiles calcáreos (Nanofósiles, Foraminíferos y Ostrácodos) son una importante herramienta para el estudio de sucesiones marinas, conocer su edad y precisar su ambiente de depósito (e.g. batimetría y paleoceanografía).

Petrografía: Esta área de investigación y su laboratorio, junto con la técnica de cátodoluminiscencia color, ofrece estudios detallados de procedencia y diagénesis de arenitas y rocas calcáreas, además de análisis petrográficos de rocas sedimentarias, ígneas y metamórficas. Con estas herramientas se han realizado estudios de calidad de reservorios de hidrocarburos a algunas compañías operadoras del país.

Análisis de cuencas sedimentarias:  El enfoque de esta área de investigación y sus servicios se especializa en los siguientes componentes:

• Interpretación de líneas sísmicas y registros de pozo.
• Integración de datos en el sistema Geographix.
• Elaboración de Mapas geológicos y estructurales.
• Correlaciones estratigráficas y estratigrafía sísmica.
• SIG aplicado a cartografía geológica y modelos de cuencas.

Vulcanología: En esta área de investigación se realizan estudios detallados de depósitos volcánicos y volcaniclásticos, que permiten determinar su edad (geocronología), origen y relaciones estratigráficas.

Adicionalmente, el Instituto cuenta el Microscopio Electrónico de Barrido (MEB) como un instrumento que permite observar imágenes de objetos con un aumento 100 veces mayor que un microscopio óptico convencional y con gran profundidad de campo. Esta herramienta permite al IIES desarrollar investigaciones en diferentes campos de la Geología tales como la Micropaleontología (estudio morfológico de microfósiles calcáreos y de pared orgánica), Sedimentología (imágenes tridimensionales de sedimentos, sobrecrecimientos de minerales, fábricas de armazones y cementos, calidad de reservorios de hidrocarburos y contenido de arcillas, procedencia de materiales siliciclásticos), Mineralogía (estudio morfológico de cristales y minerales a escala microscópica), Petrografía (estudio detallado de texturas y minerales en rocas ígneas y metamórficas), así como en diferentes ramas de las Ciencias Naturales (e.g. medicina, química de materiales, ingeniería, biología, investigaciones forenses, entre otros) y la industria en general, el cual sirve como soporte para el desarrollo de las diferentes áreas de investigación.