1911年戈尔德施密特首次提出矿物相律；1926年最先推导出80多种离子的半径，并于1927年提出晶体化学第一定律。他将晶体化学原理和方法应用于地球化学研究，探讨化学元素在地球中分布的控制规律，把地球化学向前推进了一大步。他提出了元素地球化学分类。他根据化学组成，提出了地球内部分圈的假说，认为从地表至地心依次为岩石圈、硫化物氧化物圈、铁镍核心，至今为许多学者所赞同。戈尔德施密特对许多稀有贵重分散元素的地球化学行为进行了研究,对陨石进行了大量的分析，提出了陨石的平均化学组成。对地球化学元素的丰度进行了研究，提出了地壳主要元素的丰度表，并于1937年首次绘制出太阳系的元素丰度曲线。主要著作有《元素的地球化学分布规则1～9》(1923～1938)和《地球化学》(1954)等。