Como Centro Mixto del CSIC y de la UCM, el IGE ha desarrollado una intensa actividad científica y de formación de Personal Investigador, dentro del Area de las Ciencias Geológicas en general y en particular en campos como la Estratigrafía, Paleontología, Paleoantropología, Paleogeografía, Geoquímica y Petrología ígnea, metamórfica y sedimentaria.
Las principales lineas de investigación que se desarrollan en estos momentos son: Ecoestratigrafía y modificaciones de la Bioesfera; Estructura, composición y evolución de la Litosfera; Evolución y modelización de Cuencas Sedimentarias; Geocronología y Geoquímica isotópica; Geología ambiental y conservación del Patrimonio; Paleozoología y Paleoantropología; Riesgos Geológicos.