Trong những năm đầu sau khi thành lập, Viện đã chủ trì công tác điều tra cơ bản tài nguyên đất trong toàn quốc. Viện đã cùng với Ban Biên tập bản đồ đất hoàn thành việc điều tra thổ nhưỡng lập bản đồ đất toàn quốc tỷ lệ 1:1.000.000 (1978) và bản đồ đất miền Bắc Việt Nam tỷ lê 1:500.000 (1973). Công trình này đã được trao Giải thưởng Hồ Chí Minh đợt 2, theo quyết định số 392 KT/CTN do Chủ tịch nước Trần Đức Lương ký ngày ngày 1 tháng 9 năm 2000; trong nhóm tác giả được trao giải thưởng (7 tác giả) thì Viện Thổ nhưỡng Nông hóa có 4 tác giả: GS Lê Duy Thước; GS Vũ Cao Thái; TS Trần Khải và KS Đỗ Đình Thuận. Ngay sau khi giải phóng miền Nam, đầu năm 1976 viện đã cử 2 đoàn cán bộ phối hợp với các địa phương điều tra xây dựng bản đồ đất cho các tỉnh Quảng Nam-Đà Nẵng, Nghĩa-Bình, Đồng Nai, Tp. Hồ Chí Minh và Hậu Giang.

Viện đã nghiên cứu xây dựng quy trình và phương pháp điều tra, phân loại, lập bản đồ đất tỷ lệ nhỏ và trung bình (1:1.000.000 - 1: 500.000), phương pháp điều tra lập bản đồ đất, bản đồ nông hóa, bản đồ độ phì nhiêu thực tế của đất tỷ lệ lớn (1:10.000 - 1:2.000); và xây dựng các loại bản đồ cho nhiều địa phương trong cả nước. Những công trình này là cơ sở khoa học cho việc quy hoạch sản xuất nông nghiệp, hình thành các vùng chuyên canh, bố trí cơ cấu cây trồng trong phạm vi toàn quốc.

Sau đổi mới, Viện TNNH đã có những chuyển biến mạnh mẽ và đạt những thành tựu to lớn. Một trong những thành tựu nổi bật về khoa học công nghệ trong nghiên cứu cơ bản mà lĩnh vực đất đạt được trong hơn 30 năm qua là ứng dụng thành công phân loại đất theo phương pháp định lượng FAO-UNESCO-WRB và đề xuất được hệ thống chuyển đổi danh pháp (tên đất) từ hệ thống phân loại đất của Việt Nam sang phân loại đất theo FAO-UNESCO-WRB và Soil Taxonomy của Mỹ. Viện đã triển khai phúc tra, chỉnh lý bản đồ đất tỷ lệ 1/50.000 - 1/100.000 ở quy mô cấp huyện và tỉnh cho một số tỉnh, thành trong cả nước: Hà Nội, Thái Bình, Hà Nam, Bắc Ninh, Bắc Giang, Yên Bái, Lào Cai, Phú Thọ, Hà Giang, Bắc Kạn, Nghệ An, Quảng Nam, Lâm Đồng, Đồng Nai, Phú Yên; các huyện, tỉnh của CHDCND Lào như: huyện Taoy, Tumlan, Vapi, Lakhonpheng (tỉnh Saravane), huyện Sanxay (tỉnh Attapeu), huyện Namtha và Sing (tỉnh Luang Namtha), huyện Nambak (tỉnh Luang Prabang) và tỉnh Xayabury. 

Phương pháp trên cũng được áp dụng thành công để xây dựng bản đồ đất tỷ lệ lớn (1/25.000) cho một số địa phương, góp phần nâng cao chất lượng các dự án quy hoạch sử dụng đất, đồng thời tạo tiền đề cho việc nghiên cứu hoàn thiện hệ thống phân loại đất mới của Việt Nam theo định lượng và tiếp cận được các hệ thống phân loại đất quốc tế trên cơ sở ứng dụng các kỹ thuật tiên tiến của công nghệ thông tin.

Đánh giá đất đai theo phương pháp định lượng của FAO cũng đã được áp dụng ở nhiều tỉnh trên cả nước. Viện đã xây dựng các bộ bản đồ đất, đơn vị đất đai, mức độ thích hợp đất đai, định hướng sử dụng đất (tỷ lệ từ 1/5.000 - 1/50.000) cho các địa phương như: tỉnh Bắc Ninh, Bắc Giang, Hà Nam, Hà Giang, Yên Bái, Lào Cai, Sơn La, Lai Châu, Điện Biên, Hòa Bình, Quảng Nam, Lâm Đồng, Đồng Nai, tỉnh Xayabury (CHDCND Lào)…và một số vùng trồng cao su ở Việt Nam, Lào và Campuchia.

Ngoài ra, việc quy hoạch sử dụng đất cũng được triển khai ở nhiều cấp độ khác nhau với nhiều phương pháp tiếp cận trong đó có Quy hoạch sử dụng đất theo phương pháp Phân tích Hệ thống (LUPAS). Đây là phương pháp mang tính “mở”, bài toán “động”cho phép xây dựng được nhiều phương án để địa phương lựa chọn cho phù hợp về địa hình, đất đai cũng như điều kiện kinh tế - xã hội, đã được áp dụng ở Bắc Kạn, Lào Cai, Yên Bái, Hà Nội…những kết quả quy hoạch đã góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng và quản lý nguồn tài nguyên đất đai tại các địa phương.