Frank Wigglesworth Clarke, che è stato etichettato come il "Padre della Geochimica", definisce la geochimica come tutto lo studio geografico che coinvolge il cambiamento chimico. Victor Goldschmidt, noto come pioniere della moderna geochimica, definisce la geochimica come lo studio della quantità e della distribuzione degli elementi chimici nell'atmosfera, rocce, terreni, minerali e acqua.
La geochimica è un campo ampio. I geochimici cercano di spiegare e quantificare i meccanismi che controllano il ciclo di elementi tra i diversi compartimenti della Terra: l'atmosfera, l'idrosfera e la litosfera. La geochimica inorganica utilizza la termodinamica e la cinetica per spiegare la relazione tra i cicli e le relazioni degli elementi. La geochimica organica traccia l'abitazione umana e altre attività animali e vegetali sulla Terra utilizzando gli indicatori chimici delle forme di vita. La geochimica di esplorazione utilizza i principi geochimici per localizzare le forniture di acque sotterranee, campi minerali, giacimenti di minerali, giacimenti di petrolio e giacimenti di gas.
Il record geologico, che memorizza le informazioni riguardanti l'evoluzione chimica dei componenti della Terra, funge anche da archivio. La corretta interpretazione dei risultati analitici da parte di individui addestrati rende la geochimica un potente strumento per risolvere problemi geologici, ambientali ed economici. Tuttavia, non capire i potenziali problemi e interpretare male i dati può portare a conclusioni errate dai dati grezzi.
