Szczególny priorytet wśród stosowanych tu metod ma rozwój geochemii izotopów, zarówno w zakresie tworzenia infrastruktury, jak i rozwoju metodologii oznaczeń oraz interpretacji wyników. Badania obejmują także historię zmian paleogeosystemów i systemów współczesnych, w tym badanie szczegółowych procesów geologicznych i ich skutków. Różnorodność specjalizacji realizowanych w instytucie pozwala prowadzić badania w obszernym spektrum, od okresu wczesnej ewolucji Ziemi po dzień dzisiejszy. Prace prowadzone są w siedmiu Zakładach i dwóch Laboratoriach.
Instytut szeroko popularyzuje osiągnięcia pracowników. Zakres działania jednostki przybliża także Muzeum Geologiczne mieszczące się w Ośrodku Badawczym w Krakowie. Młodzi naukowcy szkolą się w ING PAN w ramach prowadzonej z innymi jednostkami PAN szkoły doktorskiej GeoPlanet.
Obszary: geologia