地球化學勘查中採用的能夠有效地發現、強化和評價地球化學異常的分析方法。
一般說，化探分析應滿足下列要求：①能適應化探測量中採樣介質的多變性，對此採取簡單的措施，如簡單的分離步驟，使之能在較大程度上排除伴隨而來的幹擾和基質影響，或盡可能採用對基質影響不繁感的測定方法；②能十分可靠地測出有關元素（或指標）的地球化學背景分佈特徵，由此準確計算背景與異常下限值所必需的檢出限；③能滿足不同化探工作階段的需要，如要滿足小比例化探掃描描及普查至大比例尺詳查，對分析靈敏度、精密度和準確度以及元素測定的不同要求；④能一次測定取得多種信息，以利於提高化探本身的綜合性和解釋推斷；⑤能充分利用異常物質的某些特性，排除其中與礦化無關的組成部分，進一步強化異常，使弱異常變得完整、清晰；⑥能幫助闡明影響元素遷移和異常形成環境等有關參數的測定或分析，例如，pH值，Eh值，有機碳含量和同位素比值分析等；⑦能夠適應成千上萬計的大批量化探樣品分析，並能迅速及時地提交結果。
根據不同的情況與具體要求，化探分析可以在中心實驗室，駐地實驗室或采樣現場進行。在第一種情況下，可以獲得最高的數據質量、豐富的指標信息和較高的分析效率而成本也較低。它的缺點是與現場的信息傳遞慢，周期長，難以適時指導下一步的現場工作。第二種情況是為瞭縮短現場與實驗室之間距離，以降低一些效率和質量要求換取加快信息傳遞的折衷或過渡類型。第三種是就地分析（或現場分析），即使用簡易分析方法或便攜式探測儀器在點上直接取得數據。它最為靈活，特別在踏勘或異常檢查階段，可以立時采取工作措施，取得最大地質效果。其缺點是由於受到儀器設備的大小和重量，能源消耗和工作環境條件等的限制，就地分析隻能測定少數指標、較小的樣品數量，達到較低的分析質量要求。
早期的化探分析，以半定量光譜分析和比色分析為主要手段。它們的檢出限至多隻能達到ppm級，精密度一般在50～100％，並經常伴隨著很大的系統誤差。盡管可分析的元素達40多種，但真正能滿足化探要求的隻有Cu、Pb、Zn、Mo、Cr、Mn等10多種。自60年代末以來，新的選擇性靈敏試劑、新的分析方法和新的高精密度自動化分析儀器不斷地進入化探分析領域。例如多道等離子光量計，可以一次定量測定多達60種元素，測定的含量范圍可以跨6個數量級，包括瞭主、次元素，微量與痕量元素；原子吸收分光光度計，具有靈敏度高，幹擾少，準確度好的優點，特別是非火焰原子吸收方法，具有極高的絕對靈敏度（10-10～10-12克）；還有X射線熒光光譜儀，可以很高的分析精密度和準確度同時測定主、次和微量元素。其他的常用儀器還有原子熒光光度計，主要用於分析極低含量的As、Sb、Bi；氣相色譜儀，主要用於分析烴，CO2及各種硫化物氣體如SO2、COS等；液相色譜儀主要用於分析水中 ppm級的陰離子，如 SO42-、NO3-、Br-、I-等，也可用於陽離子的測定；質譜儀主要用於測量同位素成分，由於它的絕對靈敏度極高，ppb～ppt級次，等離子質譜儀兼具超痕量及同位素分析的雙重優點，是一種很有遠景的儀器。其他比較輕便的單元素高靈敏度測定儀器有：測汞儀（包括具有抗幹擾能力的塞曼測汞儀），激光熒光型測鈾儀，測氡儀，測氦儀等。還有各種輕便化學分析箱，如冷提取分析箱和痕量金分析箱等。上述儀器構成化探主要手段，應用於不同的化探工作階段。