Ο Τομέας Χημείας Περιβάλλοντος και Αναλυτικής Χημείας του τμήματος Χημείας έχει έντονη ερευνητική δραστηριότητα με συμμετοχή σε διεθνή και εθνικά ανταγωνιστικά προγράμματα και στενές διεθνείς συνεργασίες. Το Εργαστήριο Περιβαλλοντικών Χημικών Διεργασιών (Ε.ΠΕ.ΧΗ.ΔΙ.) του τομέα πραγματοποιεί επιστημονικές έρευνες σε περιβαλλοντικά θέματα σχετικά με την Ατμοσφαιρική Χημεία, την Οικοτοξικολογία, την Περιβαλλοντική Γεωχημεία, την Ωκεανογραφική Χημεία, τους βιογεωχημικούς κύκλους, τις Κλιματολογικές Αλλαγές, την Υδατική Χημεία. Το Εργαστήριο Αναλυτικής Χημείας (ΕΑΧ) εξειδικεύεται στην ανάπτυξη χημικών αισθητήρων και βιοαισθητήρων καθώς και πρωτοκόλλων ανάλυσης με χρωματογραφικές και φασματοσκοπικές τεχνικές. Επιπλέον το ΕΑΧ είναι διαπιστευμένο κατά EN ISO 17025:2005 για αναλύσεις τροφίμων.
Οι διδακτικές δραστηριότητες του τομέα Περιβάλλοντος και Αναλυτικής Χημείας του τμήματος Χημείας καλύπτουν εκπαίδευση προπτυχιακών φοιτητών του Τμήματος Χημείας σε θέματα Χημείας Περιβάλλοντος και Αναλυτικής Χημείας, την ολιστική διδασκαλία και εκπαίδευση μεταπτυχιακών φοιτητών σε θέματα αναλυτικής χημείας, χημείας περιβάλλοντος (ατμοσφαιρικής και υδάτινης), Υπολογιστικής Χημείας Περιβάλλοντος, κλιματικών αλλαγών και βιώσιμης ανάπτυξης.
Ο τομέας αποτελείται από δύο θεσμοθετημένα εργαστήρια: το Εργαστήριο Περιβαλλοντικών Χημικών Διεργασιών (http://ecpl.chemistry.uoc.gr) και το Εργαστήριο Αναλυτικής Χημείας (http://www.analytical-chemistry.uoc.gr/) ενώ μια ομάδα του είναι μέλος του θεσμοθετημένου Εργαστηρίου Φασματοσκοπίας NMR. Το ΕΠΕΧΗΔΙ έχει 3 πειραματικές ομάδες και 1 ομάδα αριθμητικών προσομοιώσεων και λειτουργεί τον σταθμό ατμοσφαιρικών μετρήσεων στη Φινοκαλιά, Λασηθίου, Κρήτη (http://finokalia.chemistry.uoc.gr ).
Κύριες πειραματικές δραστηριότητες εμπλέκουν σύγχρονες αναλυτικές τεχνικές (φασματογραφία μάζας, ICP-MS, ιοντική χρωματογραφία, πυρηνικό μαγνητικό συντονισμό (NMR), κ.λ.π. με εφαρμογές στο περιβάλλον, την ανάλυση έργων τέχνης και την ποιότητα υλικών και τροφίμων καθώς και την ανάπτυξη χημικών αισθητήρων και βιοαισθητήρων με εφαρμογές στην χημεία τροφίμων, την ιατρική κ.λπ.