سیاره زمین بیش از 4 میلیارد سال قدمت دارد. زمین در چندصد میلیون سال آغازین اقیانوسی از ماگما یا مواد مذاب بوده است. این ماگما بتدریج سرد شده و انواع سن‌های آذرین را پدید آورده است. سنگ‌های سبک‌تر و پرسیلیس‌تر توده‌های قاره‌ها را شکل داده و سنگ‌های چگال‌تر و غنی‌تر از آهن حوضه‌های اقیانوس را پدید آورده‌اند. پترولوژی به مطالعه شیمیایی کانی‌شناسی و تحول سنگ‌های آذرین در طی تاریخ زمین‌شناسی می‌پردازد. تغییر در شرایط فزیکی و شیمیایی سنگ‌های آذرین و مواد حاصل از تخریب این سنگ‌ها منجر به پدید آمدن سنگ‌های دگرگونی شده که اینها نیز موضوع علم پترولوژی می‌باشند.

گروه زمین‌شناسی اقتصادی از سال 1369 در مقطع کارشناسی ارشد و از سال 1383 در مقطع دکتری، پذیرش دانشجو نموده است. موضوع‌های پژوهشی گروه عمدتاً در رابطه با کانسارهای MVT، SEDEX، سولفید توده‌ای با میزبان آتشفشانی، اسکارن و پورفیری، انواع ذخائر طلا شامل کوهزائی، اپی‌ترمال، کارلین و مرتبط با توده‌های نفوذی و نیز مطالعات ژئوشیمی ایزوتوپی و عناصر کمیاب و میانبارهای سیال بوده است.

علم زمین‌شناسی مهندسی ، شناخت ویژگی‌های فنی زمین و کاربرد آن در پروژه‌های مهندسی می‌باشد. این علم با به‌کار گیری اصول زمین‌شناسی مانند مطالعه ترکیب کانی‌شناسی، بافت و وضعیت هوازدگی سنگ وخاک، شناخت تاریخچه زمین‌شناسی محیط تشکیل آن‌ها و با درک فرآیندها وساختارهای تکتونیکی وشناخت خطرات زمین‌شناسی به‌همراه اندازه‌گیری خصوصیات فیزیکی و مکانیکی خاک و سنگ و تجزیه و تحلیل آنها بخشی از نیاز طراحان را برطرف می‌نماید.

گروه شیمی تجزیه دانشگاه تربیت مدرس با تلاش بی‌ وقفه استادان، پژوهشگران پسادکتری، و دانشجویان در زمینه‌های متنوعی از شیمی تجزیه نوین فعالیت می‌کند. اعضای این گروه از چهره‌های شاخص ملی هستند، و تخصص و تجربه‌ای گسترده در زمینه‌های سنتز نانومواد پیشرفته و هوشمند، حسگرها و زیست‌حسگرها، طیف‌سنجی، کمومتریکس، الکتروشیمی و الکتروکاتالیز، تبدیل و ذخیره انرژی، و روش‌های متنوع جداسازی و آنالیز کمی و کیفی ترکیبات شیمیایی دارند. با استفاده از تجهیزات پیشرفته و همکاری‌های موثر درون دانشگاهی، ملی و بین‌المللی، به دنبال حل مسائل شیمیایی پیچیده و ارائه راهکارهای نوین است.

این گروه در رشته شیمی معدنی در مقطع کارشناسی ‌ارشد و دکتری دانشجو پذیرفته و به فعالیت علمی، آموزشی و پژوهشی خود ادامه می‌دهد.این گروه دارای آزمایشگاه‌های مجهز مانند آزمایشگاه چارچوب های فلز-آلی، آزمایشگاه نانو مواد و کاتالیست و آزمایشگاه شیمی آلی-فلزی است. همچنین این گروه مجهز به وسایل مدرن از قبیل گروماتوگرافی گازی، اسپکتروفوتومتر UV-Vis، IR و غیره می‌باشد. گروه شیمی معدنی دارای یک سابقه طولانی در اموزش و پرورش دانشجویان تحصیلات تکمیلی است و از بدو تاسیس تاکنون موفق به تربیت تعداد زیادی دانش آموخته در مقاطع دکتری و کارشناسی ارشد شده است.

فیزیک ماده چگال رشته ای از فیزیک است که به خواص فیزیکی ماکروسکوپی و میکروسکوپی مواد می پردازد. به طور خاص، مربوط به فازهای "متراکم" مواد است و زمانی ظاهر می شوند که تعداد اجزای یک سیستم بسیار زیاد باشد همچنین تعاملات بین اجزای تشکیل دهنده این مواد قوی است. فیزیک ماده چگال بررسی می‌کند که چگونه ماده از تعداد زیادی اتم و الکترون در حال برهم کنش به وجود می آید، و از این برهمکنش ها چه خواص فیزیکی حاصل می شود.