El área de Química y Toxicología Ambiental, es el pilar analítico ante la ocurrencia de emergencias ambientales y cumple la función de ser el laboratorio nacional y de referencia en el ámbito de contaminación ambiental, organizada en cuatro laboratorios: el Laboratorio Orgánico, el Laboratorio Inorgánico, el Laboratorio de Química Clásica y el Laboratorio de Toxicología Ambiental.

Realiza análisis de muestras correspondientes a diversas matrices ambientales, desde aguas de consumo humano, suelos, sedimentos, juguetes, hasta   muestras biológicas de población general para evidenciar exposición a contaminantes ambientales, entregando como resultado ensayos que cuentan con trazabilidad y calidad asegurada. Asimismo, desarrolla investigación aplicada en temas con impacto en salud pública y ambiental.