根据区域发展需求与重大地质环境问题防治需要，在重要经济区地质环境调查、城市地质调查、矿山地质环境调查、全球变化地质响应与二氧化碳储存研究、农产品主产区土壤地球化学调查等方面开展了大量工作，取得了明显成效。
随着一批重要经济区先后上升到国家战略层面，重要经济区地质环境调查工作驶入快车道。在环渤海湾环境地质调查先行探索的基础上，2008年启动了长江三角洲、海峡西岸、珠江三角洲、北部湾、长江中游（包括武汉城市圈、长株潭、昌九工业走廊等）等重要经济区和城市群地质环境综合调查；2010年启动了中原城市群、关中盆地城市群、重庆都市经济区地质环境综合调查；2011年启动了长吉图经济区地质环境综合调查；2012年启动了中原-冀中南城市群地质环境综合调查；2013年启动了成渝经济区地质环境综合调查。在中国地质调查局的引导和拉动下，各级地方政府高度重视，不断加大地方财政投入，与中国地质调查局合作共同推进重要经济区与城市群的地质环境调查工作。重要经济区地质环境综合调查按照“区域上开展1∶25万系列编图，重点地区开展1∶5万的水文地质、工程地质调查，针对重大问题开展专题研究，建立地质环境监测网及信息化服务平台”的总体思路推进工作。经过几年的努力，在1∶25万调查与编图、1∶5万调查、城市地质调查、地质环境问题专题研究、信息平台建设等方面取得了重要进展，为主体功能区规划编制、国土空间布局优化、新型城镇化建设、产业结构调整、资源优化配置以及重大工程建设等提供了重要地学基础资料。
城市地质调查取得了较大进展。2003～2008年，国土资源部与中国地质调查局和地方合作开展完成了北京、天津、上海、南京、杭州、广州等6个特大城市立体地质调查，系统建立了地下三维地质结构，全面评价城市地质环境容量和地下空间开发利用适宜性，实现多源、海量、异构地学数据的集群化管理，建立三维可视化城市地质信息管理和服务系统，为城市规划建设和管理提供便捷的地质信息服务。2004～2009年，中国地质调查局组织开展了全国287个地级以上城市和19个地州盟所在地县级城市（共计306个城市）环境地质摸底性调查，查明了主要城市群和城市存在的地质环境问题及其危害，为推进重要经济区地质环境综合调查奠定了基础。
开展了矿山地质环境调查与典型矿集区动态调查。2000～2005年，完成了全国以省（区、市）为单元的矿山地质环境调查与评估，首次系统地对我国所有矿山地质环境问题进行了摸底调查，共调查矿山113149个，调查矿山面积581.9×104hm2，基本摸清了我国矿山环境的现状，系统总结了不同区域环境地质背景和不同矿类开发所引发的环境地质问题的类型、特征及其危害，分析了我国矿山环境地质问题产生的主导因素，为政府部门今后实施矿山地质环境管理提供重要基础数据。对晋陕内蒙古陕北煤炭资源开发区、晋陕内蒙古东胜—准格尔能源基地、辽宁阜新煤矿区、吉林辽源煤矿区、陕西潼关金矿区等主要矿产资源集中开发区地质环境问题进行了详细调查，对湘东南有色金属和煤炭矿区、胶东半岛金矿区、冀东唐山煤炭矿区等典型矿区矿山地质环境变化进行了动态分析。近年来，选取山西太原东西山煤炭集中开采区、贵州省纳雍县北部煤炭建材矿区、陕西潼关金矿区、陇南有色金属集中开采区等典型矿产资源集中开采区和矿山开展了动态调查，通过矿区1∶5万矿山地质环境调查，对矿山环境动态变化情况进行了初步分析。
应对气候变化推进了全球变化地质响应与二氧化碳储存研究。2010年以来，开展了全球变化地质记录研究、地质碳汇潜力研究、二氧化碳地处储存潜力评价与示范。以更新世晚期以来气候变化的精细记录为研究对象，开展了全球气候变化重点时段地质记录研究，深入了解更新世晚期末次间冰期以来不同尺度气候变化的周期性及突发气候事件序列，揭示了气候变化长期趋势中自然因素和人为因素的作用。通过研究岩溶、土壤和矿物等的地质作用下的碳汇机制，对我国地质碳汇潜力进行了调查评价。在评价主要沉积盆地二氧化碳地质储存潜力与适宜性基础上，编制了全国1∶500万评价图系和主要盆地评价图集，圈定出一批二氧化碳地质储存目标靶区；构建了深部咸水层二氧化碳地质储存工程选址、场地勘查与评价技术方法；与神华集团合作，在内蒙古鄂尔多斯市伊金霍洛旗成功实施了我国首个深部咸水层二氧化碳地质储存示范工程。
服务农业发展实施了主要农产品主产区土壤地球化学调查。推进了中东部主要农耕区多目标生态地球化学调查，系统获得了土壤中包括氮、磷、钾、硒等有益元素和镉、汞、铅等重金属在内的54项元素指标的含量及分布规律，查明了中东部主要农耕区土地质量状况，把握了土壤污染区域、程度和可能造成的危害，为我国土地规划、土地整治和基本农田保护、土地资源合理利用与生态管护提供了重要基础数据。近几年选择长江三角洲Cd、Hg等重金属元素的重点污染地区及农耕区土壤Hg异常区，开展了生态地球化学评价与监测预警试点研究。
根据国土资源规划需要开展了资源环境承载力评价。根据区域资源环境空间分布、地区差异条件和区域协调发展目标，建立了四大资源（土地、矿产、水、海洋）、四大环境（地质环境、生态环境、水环境、气候环境）为主体的全国资源环境承载力评价指标体系框架，完成了全国资源环境综合分区图和分区表的编制。开展了四种重要资源单要素、四种重要环境单要素评价和资源型、生态型、城市群等三种类型区的研究与评价。推进了关中—天水、北部湾、长株潭、中原城市群等4个重点地区的资源环境承载力评价工作。