中国地质科学院拥有两个重要的实验室，分别是:
国土资源部同位素地质重点实验室
这个实验室专注于基础研究，特别在同位素地质学领域，它属于地球化学的核心分支，是一门横跨地质学、化学和技术科学的前沿科学。其研究范围广泛，涉及到太阳系与地球的演化、资源管理、环境保护以及生物研究等多个领域。
实验室主要致力于理论研究，包括同位素地质年代学和同位素地球化学的基础理论，以及通过这些技术解决重大地质问题和资源、环境、生态问题的应用性研究。
另一个实验室是:
国土资源部岩溶动力学重点实验室
这个实验室的学科领域主要包括岩溶动力学、土地资源、地质环境和地质灾害。依托于岩溶地质研究所，实验室的重点研究方向包括岩溶动力系统的运行机制和规律、类型分布、与全球变化的关联、岩溶土地资源的规划、管理和保护，以及对全球水循环、生态环境、塌陷防治、矿床与油气形成以及旅游资源利用等方面的深入探讨。
中国地质科学院是国土资源部属地质科研事业单位，成立于1956年，1999年重组，目前已成为国家科技创新体系的非营利科研机构。