Ce thème partagé entre le CEA, le CNRS, l’Institut de Physique du Globe de Paris et l’Université Pierre et Marie Curie (Paris VI), fait appel aux sciences de la Terre et de l'Environnement, à la physique et à la chimie. Les recherches développées combinent essais en laboratoire, études sur le terrain et moyens d'analyse puissants parfois uniques comme l'activation neutronique ou la microsonde nucléaire. Ces recherches concernent principalement la magmatologie et la volcanologie qui mettent en oeuvre deux approches de la géodynamique chimique. La première (chronologiquement) est fondée sur une géochimie comparée des éléments en traces, dans le but d'obtenir des informations sur les processus de formation des roches et les transformations des grands domaines de la planète (manteau - croûte). La seconde est fondée sur l'étude des inclusions vitreuses piégées par les phases minérales en cours de croissance dans les magmas.
D’autre part, le DRECAM a régulièrement utilisé ses moyens pour évaluer les conséquences de pollutions par les éléments lourds (anthropique ou naturelle) en analysant divers échantillons issus du milieu naturel (plantes, crustacés, …).