A Investigação Detalhada avalia a Área Contaminada sob Investigação (ACI), determinando através de análises as características das concentrações das substâncias químicas de interesse. Além disso a Investigação Detalhada define limites das plumas de contaminação, massas dos contaminantes, fases em que se encontram, etc.
Outro dado relevante é o meio de transporte das substâncias e sua evolução no tempo, o que permite estudar os cenários de exposição, necessários à realização da etapa de Avaliação de Risco.