Zur Interpretation der spezifischen Eigenschaften von Festkörpern ist die Kenntnis ihrer exakten chemischen Zusammensetzung essentiell. So werden in der Kompetenzgruppe Analytik sowohl die Ausgangsstoffe als auch die synthetisierten Verbindungen auf ihre Zusammensetzung und die in ihnen enthaltenen Verunreinigungen untersucht. Darüber hinaus werden auch so genannte Speziationen durchgeführt, die wertvolle Erkenntnisse über unterschiedliche Bindungssituationen eines Elementes in den Verbindungen liefern.
Die Gehalte an Wasserstoff, Kohlenstoff, Stickstoff und Sauerstoff werden durch Trägergas-Heißextraktion- bzw. Verbrennungsverfahren (Anorganik und Organik), die Halogene durch oxidative Verbrennung in Verbindung mit Ionenchromatographie bestimmt. Die quantitative Analyse aller übrigen (Nicht-Edelgas-)Elemente des Periodensystems wird über ICP-OES (Inductively-Coupled-Plasma – Optical-Emission-Spectrometry) und ICP-MS (Inductively-Coupled-Plasma – Mass-Spectrometry) bis in den Spurenbereich an Lösungen der Feststoffe durchgeführt. Zur ortsaufgelösten Bestimmung der chemischen Zusammensetzung von Festkörpern wird das Verfahren der LA-ICP-MS (Laserablation in Kombination mit einem ICP-MS) herangezogen. Mit dieser Methode werden auch quantitative Tiefenprofil-Elementanalysen ermöglicht.