Una vez realizado el Informe Preliminar de Situación del Suelo, si existen indicios de una posible contaminación, la Administración puede solicitar la realización de un estudio adicional con análisis de suelo (y agua si existiera un nivel freático próximo a la superficie).

En el  artículo 3.3 del RD 9/2005 informa de que el objetivo de estos análisis es confirmar o descartar los indicios de contaminación detectados en la valoración realizada en el Informe Preliminar.

El alcance del estudio y los análisis lo establece cada Comunidad Autonóma. En la mayoría de los casos se establecen cuatro fases para realizar el estudio:

Fase de Investigación Documental o Caracterización Inicial de Suelos:Comprende el estudio del medio físico a estudiar y el estudio histórico de las actividades desarrolladas sobre dichos suelos. Su objetivo es la obtención de datos iniciales que permitan definir si existen indicios claros de afección en el emplazamiento.

Fase de Caracterización Analítica de Suelos: A partir de los datos obtenidos en el apartado anterior se diseña y realiza un programa de muestreo (incluyendo su número, tipología, localización, profundidad estimada de toma, metodología, etc.); y simultáneamente un programa analítico, que permita, mediante análisis de laboratorio, la caracterización de los parámetros de contaminación específicos en cada estudio.

Análisis de Riesgos de Contaminación de Suelos: Cuando en la fase de caracterización analítica se detecta que algún contaminante excede de los Niveles Genéricos de Referencia (NGR), establecidos en la legislación, es necesario realizar una valoración detallada de los riesgos que tienen sobre la población y/o los ecosistemas.

Fase de Recuperación del Suelos Contaminados: Si el resultado del análisis de riesgos determina la existencia de riesgos inaceptables, se debe realizar una descontaminación de los suelos para que presenten niveles aceptables de contaminantes.