A Unidade de Cromatografia e Análise Elementar possui Cromatógrafo à gás com detectores de Ionização de Chama (GC FID), de Massas (GC/MS), de Massas Triploquadrupolo (GC/MS/MS), espectrometria de massas de razão isótopica (IRMS), além de Analisador Elementar de Carbono e Nitrogênio isótopico,  Analisador Elementar de Carbono, Nitrogênio e Enxofre (CNS) e Pirolizador Rock-Eval.

Nesta unidade são determinados hidrocarbonetos poliaromáticos (HPA) prioritários da USEPA, n-alcanos, hidrocarbonetos totais de petróleo (HTP, UCM), biomarcadores saturados e aromáticos do petróleo, compostos BTEX, pesticidas, isótopos de parafinas individuais, isótopos de hidrogênio, δ¹³C, δ¹⁵N. Análise elementar de carbono (orgânico e total), nitrogênio e enxofre em amostras sólidas e oleosas (petróleo). Também são realizadas análises mais específicas para caracterização de amostras de rochas geradoras de petróleo como hidrocarbonetos livres (S1), potencial gerador da rocha (S2) e temperatura de geração (Tmax), Índice de Oxigênio (IO) e Índice de Hidrogênio (IH).

Diversas matrizes de amostras, entre elas sedimento, água, rocha, petróleo e biota, são preparadas na Unidade de Preparação Física de Amostra, Unidade de Geoquímica do Petróleo e na Unidade de Geoquímica e em seguida encaminhadas para a determinação na Unidade de Cromatografia e Análise Elementar.