El LUP cuenta con líneas de investigación propias. Esta líneas de investigación se pueden agrupar en dos vertientes fundamentales de estudio, el magmatismo de la Faja Volcánica Trans-Mexicana y las meteoritas y rocas asociadas a los impactos meteoríticos.

El estudio de los magmas que han dado lugar a las rocas ígneas de la provincia geológica de la Faja Volcánica Trans-Mexicana es fundamental para el conocimiento de su evolución y entender el comportamiento actual del arco volcánico, caracterizado por anomalías geoquímicas como la coexistencia de magmas alcalinos con afinidades propias de islas oceánicas en un ambiente de subducción. Para ello, existen varias líneas de trabajo como es por ejemplo, el estudio de las secuencias volcánicas de los pozos perforados por Petróleos mexicanos en la cuenca de México, o el estudio de los productos eruptivos recientes del volcán Popocatépetl.

Las investigaciones sobre meteoritas son de gran relevancia en el ámbito interacional. El meteorito Allende, por ejemplo, sobre cuya composición química se basan las consideraciones actuales de edad del universo y la composición del sistema solar, está siendo estudiado como parte de los proyecto del LUP. Además, los estudios en las rocas asociadas con el cráter de impacto Chixchulub son del primer orden internacional, al contar con las muestras que han sido obtenidas mediante perforaciones hechas con otros proyectos nacionales e internacionales.