Afdelingen arbejder ud fra et grundlæggende princip om, at fund fra brede screeningsanalyser bekræftes ved hjælp af en anden, uafhængig analyseteknik for maksimal sikkerhed af det fundne.
Langt overvejende er analysemetoderne baseret på kromatografiske separationsteknikker koblet med massespektrometri.
Retskemisk afdeling udfører alkoholpromillebestemmelser i obduktionsundersøgelsessager, hvor alkoholbestemmelsen ofte indgår i et større analyseprogram af lægemidler og misbrugsstoffer. Alkohol-indholdet kan i disse sager bestemmes i blodprøver, urin eller øjenvæske.
Prøverne samles herefter i hold og analyseres sammen med kontrolprøver med kendt indhold. Analysen foretages ved såkaldt headspace-gaskromatografi med flammeionisationsdetektor. Ved analysen opvarmes prøverne i et lukket glas, hvorefter mængden af alkohol i luften over prøven analyseres. Selve analysen består i, at alkohol separeres fra andre stoffer ved passage gennem en analysekolonne, hvorefter alkoholen giver et udslag i detektoren. Ved at kalibrere analyseapparatet med en række opløsninger med kendt indhold af alkohol omsættes detektorudslaget til en koncentration, som opgives i promille (gram pr. kg. blod).
Undersøgelsesresultaterne udfærdiges på en erklæring, hvor resultatet efter fradrag - den såkaldte mindsteværdi - lægges til grund for politiets vurdering og den eventuelle efterfølgende dom.
Screeningen af den oprensede prøve foretages med væskekromatografi koblet med ”quadropole time-of-flight massespektrometri (LC-QTOF).
Væskekromatografien adskiller stofferne i prøven, baseret på deres fysiske og kemiske egenskaber. På den måde kan man identificere og måle stofferne hver for sig. I det koblede massespektrometer omdannes de separerede stoffer til ladede partikler (ioner), som sendes igennem et felt, der sorterer dem efter vægt. Det muliggør en meget specifik identifikation af prøvens indhold.
De identificerede stoffer undergår herefter bekræftende og/eller kvantitativ analyse på en anden og uafhængig metode med en ny prøvetilberedning. Til dette formål anvender afdelingen væskekromatografi med ”triple quadropole” massespektrometri (LC-MS/MS). Prøverne analyseres i hold sammen med referencestoffer i kendt koncentration, således at mængden (koncentrationen) af lægemiddel eller misbrugsstof kan bekræftes og bestemmes.
Resultatet af den retskemiske undersøgelse rapporteres i en såkaldt retskemisk erklæring. Denne indeholder i hovedtræk en kort omtale af, hvilke stofgrupper der er undersøgt for, dernæst hvilke stoffer der er påvist, samt koncentrationen af de påviste stoffer. Retskemisk afdeling udfærdiger en toksikologisk vurdering. I den toksikologiske vurdering beskrives, i forhold til den aktuelle sag for hvert stof, om den påviste koncentration er i behandlingsmæssigt, forgiftningsmæssigt eller dødeligt område, og ofte indsnævres denne ”graduering” yderligere.
I tilfælde med mange stoffer, hvor der er mulighed for indbyrdes forstærkende virkninger, anføres også en samlet vurdering. Endelig gives en kort karakteristik af hvert stof, for eksempel om det er et lægemiddel, og hvad virkningen forventes at have i forbindelse med den enkelte sag.
Den toksikologiske vurdering er en hjælp til dem, der skal bruge den retskemiske erklæring.
Disse vurderinger er ofte af afgørende betydning for opklaring af den egentlige dødsårsag. 
Den samlede vurdering foretages af retspatologen, der beskriver fund og foretager den endelige vurdering af sagen, og samler alle sagens akter, herunder den toksikologiske vurdering, til en samlet konklusion.
En typisk undersøgelse består af to dele: En screeningsanalyse og en bekræftelsesanalyse (se afsnit om Retskemiske analyser ovenfor). Det modtagne materiale homogeniseres, hvorefter de to analyser, så vidt muligt, udføres på to uafhængigt udtagne delprøver. Ved kvantitativ bekræftelsesanalyse bestemmes desuden koncentrationen eller mængden af ulovligt stof, fx et amfetamin-pulvers styrke i procent eller mængden af ecstasy i en tablet.
Undersøgelsesresultaterne udfærdiges på en erklæring, som indgår i retssagen mod den/de sigtede. I erklæringen foretages også en vurdering af hvorvidt de enkelte stoffers er omfattet af bekendtgørelse om euforiserende stoffer og hvilke lister/stofgrupper, de fundne stoffer tilhører.
De retskemiske analyser indgår desuden i Sundhedsstyrelsens overvågning og afrapportering af forekomsten af euforiserende stoffer. Tendenser på området udgives årligt i Sundhedsstyrelsens ”Narkotikasituationen i Danmark”, ”Narkotika på gadeplan” og ”Nye psykoaktive stoffer i Danmark”. Derudover har afdelingen et tæt samarbejde med den Europæiske Unions Narkotikaagentur (EUDA).