Oddelek za kemijske preiskave je zaradi posebnega načina analiziranja neznanih snovi oddelek z največ instrumentalne opreme v Nacionalnem forenzičnem laboratoriju in tudi oddelek, ki obvladuje največ različnih instrumentalnih metod. Ob ustanovitvi se je imenoval Kemični laboratorij, analiziral pa je tekočine, madeže, neznane snovi in mamila ter kemijsko sestavo barv, lepil, smodnika in drugega eksploziva. Zaposleni so preiskovali tudi črnila in papir, ugotavljali starost zapisov, napisanih s črnilom, in restavrirali mehanično ali kemično izbrisana besedila ali prekrite zapise, kar danes opravlja Oddelek za preiskave dokumentov NAC/CNAC (le nekatere izmed navedenih preiskav v omejenem obsegu). Preiskovali so tudi ostanke pri požigih in samovžigih. Čeprav danes nekaterih izmed navedenih preiskav ne opravljajo več, so z razvojem kemijske analitike dejansko dobili še več nalog, rezultate analiz pa je mnogo težje interpretirati.

KEM 18

Oddelek trenutno opravlja naslednje dejavnosti: 

  • preiskave premazov na orodjih, barvnih sledi z vlomov in avtomobilskih lakov - na podlagi primerjalne analize kemijske sestave se kraj dejanja povezuje z orodjem, lak z vozila pa s sledmi na oblačilih in drugih vozilih. V nekaterih primerih je na podlagi analize avtomobilskega laka mogoče določiti znamko in model vozila;
  • preiskovanje varnostnih barvil za označevanje bankovcev - s primerjalno analizo se ugotovi, katero varnostno barvilo se je sprostilo iz barvne pasti pri ropih finančnih institucij. Z določitvijo vrste varnostnega barvila in identifikacijo specifičnih označevalcev (taggantov) se bankovci lahko povežejo s konkretnim dogodkom, ropom;

KEM 9

  • preiskave eksplozivnih snovi in eksplozij - ugotavljanje vzroka, vrste in izvora eksplozije;
  • preiskave sledi po eksploziji in eksplozivnih naprav - ugotavljanje načina aktiviranja, delovanja in namena eksplozivne naprave, tudi rekonstrukcija eksplozivne naprave;
  • identifikacija vrste eksploziva, preiskave predhodnih sestavin (prekurzorjev) za proizvodnjo eksplozivnih snovi in primerjave eksploziva;

KEM 13

  • preiskave požarov in požarnih ostankov - ugotavljanje vzroka, vrste in izvora požara ter prisotnosti pospeševalcev gorenja oziroma vzroka nastanka požara;
  • identifikacija, klasifikacija in kemijska primerjava vnetljivih tekočin - ugotavljanje prisotnosti ostankov vnetljivih tekočin na požarnih ostankih ter njihova identifikacija in klasifikacija po standardu ASTM in ugotavljanje istovrstnosti vnetljivih tekočin;

KEM 11

  • identifikacija prepovedanih drog v značilnih nezakonitih zmeseh ter identifikacija aktivnih in neaktivnih dodatkov in spremljajočih spojin;
  • kvantifikacija (določanje vsebnosti prepovedane spojine v nezakonitih zmeseh) pogostejših vrst prepovedanih drog;
  • primerjalne preiskave (profiliranje) pogostejših vrst prepovedanih drog z namenom ugotavljanja možnega skupnega izvora vzorcev;
  • preiskave in identifikacije predhodnih sestavin (prekurzorjev) za proizvodnjo prepovedanih drog;
  • preiskave in identifikacije novih psihoaktivnih snovi (NPS) ter obveščanje v okviru evropskega Sistema za zgodnje obveščanje o pojavu novih psihoaktivnih snovi - EWS;

KEM 16

  • preiskave lepilnih trakov in lepil, plastičnih materialov in solzivcev (dražilnih razpršilnikov);
  • onesnaženje okolja v omejenem obsegu (vzorci površinskih vod in zemlje);
  • druge vrste kemijskih preiskav (analize neznanih snovi, ki so povezane z različnimi vrstami kaznivih dejanj - v omejenem obsegu);

KEM 10

  • zaradi obveznosti Republike Slovenije o mednarodnem poročanju (v Evropski center za spremljanje drog in odvisnosti od drog - EMCDDA in Urad združenih narodov za droge - UNODC) na področju drog in sorodnih snovi oddelek izvaja tudi monitoring (vzorčenje, kemijske preiskave - kvantifikacija in statistična ovrednotenja rezultatov) za klasične droge (kot na primer konoplja, heroin, kokain, MDMA, amfetamin, metamfetamin). Poročila o monitoringu so objavljena tudi na spletnih straneh Nacionalnega forenzičnega laboratorija. Oddelek identifikacijo novih psihoaktivnih substanc (NPS), ki so v Sloveniji prvič zaznane, v realnem času sporoča v podatkovno bazo EMCDDA. Za EMCDDA dvakrat letno pripravlja tudi sumarna polletna in letna poročila o vseh zasegih policije.