Frank Wigglesworth Clarke, qui a été qualifié de « père de la géochimie », définit la géochimie comme toute étude géographique impliquant des changements chimiques. Victor Goldschmidt, connu comme un pionnier de la géochimie moderne, définit la géochimie comme l'étude de la quantité et de la répartition des éléments chimiques dans l'atmosphère, les roches, les sols, les minéraux et l'eau.
La géochimie est un vaste domaine. Les géochimistes tentent d'expliquer et de quantifier les mécanismes qui contrôlent le cycle des éléments entre les différents compartiments de la Terre : l'atmosphère, l'hydrosphère et la lithosphère. La géochimie inorganique utilise la thermodynamique et la cinétique pour expliquer la relation entre les cycles et les relations des éléments. La géochimie organique retrace l'habitation humaine et d'autres activités animales et végétales sur Terre en utilisant les indicateurs chimiques des formes de vie. La géochimie d'exploration utilise des principes géochimiques pour localiser les réserves d'eau souterraine, les gisements de minéraux, les gisements de minerai, les gisements de pétrole et les gisements de gaz.
Les archives géologiques, qui stockent les informations concernant l'évolution chimique des composants de la Terre, servent également d'archives. Une interprétation correcte des résultats analytiques par des personnes formées fait de la géochimie un outil puissant pour résoudre les problèmes géologiques, environnementaux et économiques. Cependant, ne pas comprendre les problèmes potentiels et mal interpréter les données peut conduire à des conclusions incorrectes à partir des données brutes.
