Наукові праці присвячено дослідженням хімічного складу земної кори, атмосфери, гідросфери, міграції хімічних елементів у земній корі, ролі і значенню радіоактивних елементів в її еволюції. Творець науки біогеохімії, засновник вітчизняної школи геохіміків, основоположник учення про біосферу та ноосферу, історик науки, філософ, натураліст. Член ЦК партії конституційних демократів (кадетів), член Тимчасового уряду Росії в ранзі товариша міністра, голова комісії Міністерства освіти та мистецтв уряду Української держави за часів гетьмана Павла Скоропадського.