Топырақ химиясы зертханасы институт құрылғаннан бері жұмыс істеп келеді (1945 ж). 

Зертхананы әр жылдары Е.С. Сушко, а.-ш.ғ.к. Ю.Ф. Пиль, И.И. Емельянов, И.С. Меженин, И.Иманғазиев, а.-ш.ғ.д. П.Г. Грабаров, х.ғ.к. С.Н. Федосов, а.-ш.ғ.к. С.М. Сейфуллин,  а.-ш.ғ.к. Б. У. Сулейменов басқарды.

Бөлім құрамында 36 адам, оның ішінде 3 ғылыми қызметкер, соның ішінде 1 ғылым докторы, 2 ғылым кандидаты, 33 ғылыми-техникалық қызметкер болды. Зертхананың ғылыми бағыты -топырақтарға жаппай талдау жасау, бірқатар тәжірибелер қоя отырып, Қазақстанның топырағындағы макро - және микроэлементтердің мөлшерін зерттеу, химиялық талдаулардың жаңа әдістемелерін жетілдіру және әзірлеу. 

Қазіргі уақытта бөлімді Рахимова Әсел Мұратқызы басқарады. Химиялық талдау зертханасында 16 инженер-талдаушы қызмет атқарады.

Ғылыми зерттеулердің негізгі бағыттары 

- Институттың іргелі және қолданбалы зерттеулері бойынша топырақ және өсімдік үлгілері мен су сынамаларына жаппай талдау жасау.

- Топырақты зерттеудің химиялық және физикалық-химиялық әдістерін жетілдіру.

Зертхана ұсынатын қызметтер

- топырақ, су, өсімдіктер мен тыңайтқыштар сынамаларын химиялық талдау.

Негізгі жетістіктері

П.Г. Грабаров жетекшілік еткен, институттың топырақ химиясы зертханасы орындаған топырақ талдауларынсыз Қазақ КСР облыстары бойынша 14 орта масштабты топырақ карталары мен очерктерін жасау мүмкін болмас еді. Оның басшылығымен топырақтағы жылжымалы микроэлементтер мөлшері бойынша 96 облыстық және 15 республикалық картограммалар жасалды, 16 есеп жазылды, топырақтағы азот, фосфор, калийді анықтау бойынша материалдар жинақталды, элементтердің өніммен шығарылуы анықталды, тыңайтқыштардың тиімділігі бойынша микроэлементтермен тәжірибелер жүргізілді.

Әр жылдары агрохимия бөлімімен бірлесіп жүргізілген агрохимиялық зерттеу турлары бойынша топыраққа талдамалық жұмыстар жүргізілді, бұл агрохимиялық картограммаларды жасауға негіз болды. Талдаушылар микроэлементтердің (бор, марганец, мырыш, молибден, кобальт және мыс) жалпы және жылжымалы нысандарының құрамына топыраққа агрохимиялық талдаулар жүргізді (60 мыңнан астам талдау), олардың нәтижелері республиканың барлық облыстары бойынша микроэлементтердің құрамы бойынша түсіндірме жазбаларымен 1:2500 000 масштабында картограммалар жасау үшін пайдаланылды.

1966-1975 жылдары Қазақстанның солтүстік және оңтүстік облыстарының топырақтарындағы қарашіріктің, азоттың, фосфордың және калийдің жалпы және жылжымалы түрлерінің мөлшері бойынша алынған ауқымды талдамалық мәліметтерге камералдық өңдеу жүргізілді. Көрсетілген микроэлементтердің жыртылатын қабаттағы, жарты метрлік және метрлік қабаттарда мөлшері есептелінді (орындаушы И.А. Казанцева). Бұл жұмыс солтүстік және оңтүстік облыстардың топырақтары жылжымалы калиймен жақсы, қолжетімді азотпен - жеткілікті және жылжымалы фосформен – жеткіліксіз қамтамасыз етілгенін көрсетті. 

Талдаушылар жүргізген талдау нәтижелерінсіз Қызылорда, Шымкент, Жамбыл, Алматы және Талдықорған облыстарының суармалы топырақтарындағы топырақ фосфаттарының қорлары мен түрлерін зерттеу мүмкін болмас еді.

Зертханада жүйелі түрде әдістемелік жұмыстар жүргізілді және барлық жаңа әдістер топыраққа, жер асты суларына және өсімдік қалдықтарына химиялық талдау жүргізу практикасына енгізілді.

Топырақтың сіңіру және сортаңдану қабілетін анықтау әдістері әзірленді және ұсынылды, бұл өнімділікті 2,5 есе арттыруға мүмкіндік берді.

Ультрадыбыстың көмегімен топырақты механикалық талдауға дайындау әдісі игерілді: ол механикалық талдауды 1,5 есе жылдамдатады. Сондай-ақ, оны Мачигин әдісімен Р2О5 жылжымалы формасын анықтауда қолданылады, бұл еңбек өнімділігін 20-25% арттырады. Жылжымалы марганецті, фосфордың жылжымалы және жалпы түрлерін анықтау үшін жаңа спектроколориметр «Спекол» игеріліп, қолданылады. Игерілді және ұсынылды:

- сілтілік жер элементтері тұздары қоспасының ерітінділерімен қаныққан кезде топырақтың сіңіру қабілетін анықтаудың трилонометриялық әдісі;

- топырақтағы мырыш пен мысты анықтауға арналған полярография;

- топырақтағы жалпы фосфорды және әртүрлі ерігіштік топтарын анықтаудың колориметриялық әдісі.

- эмиссиялық жалынды фотометрия көмегімен топырақтың су сүзінділері мен табиғи сулардың химиялық талдауларын бақылаудың жаңа әдісі.

Зертханада жалпы азотты анықтау кезінде Кьельдаль әдісі бойынша топырақтың жағылуын жеделдету үшін түрлі катализаторлар, топырақтағы жылжымалы және жалпы калийді жалынды-фотометриялық анықтау кезінде спирт жалыны, барий тұздары түрінде топырақ қышқыл ерітіндісінен фульвоқышқылдардың бөлінуі сыналды.

Топырақты зерттеуде атомдық-абсорбциялық талдау әдісі игерілді, оның көмегімен микроэлементтердің (мырыш, мыс, марганец, кобальт) жылжымалы түрлері; қорғасын, кадмий, мырыш, мыс, темір, алюминий, кальций, магний, марганецтің жалпы түрлері, топырақ пен табиғи сулардағы ерігіш кальций мен магний анықталады.

Қазіргі уақытта химиялық талдау зертханасының прекурсорлар айналымына байланысты қызметке 10.04.2019 жылы берілген №19008267, 5 жыл мерзімге мемлекеттік лицензиясы бар.

2017 жылы (2020 ж. 27 наурызға дейін) химиялық зертхана аттестациялаудан өткізілді 27.03.2017 жылғы (зертханада өлшеулер жағдайын бағалау туралы №31 куәлік).

2020 жылы зертхана аккредиттелді (12.08.2020 жылғы аккредиттеу аттестаты №KZ.T.02 2374). 12.08.2025 жылға дейін жарамды.