Geotehnička ispitivanja analiziraju niz karakteristika tla uključujući gustoću, kapacitet drenaže, vlagu i sadržaj čestica. Tlo se općenito sastoji od prljavštine, minerala i stijena, zajedno s vodom i zrakom. Neka područja imaju tlo koje sadrži glinu ili pijesak. Inženjerske službe zaštite okoliša procjenjuju sastav tla određenog mjesta prije početka izgradnje, što određuje stanje tla u različitim okolnostima. Okolišni i vremenski uvjeti koji mogu uzrokovati širenje i skupljanje tla ili pomicanje tla neki su od čimbenika koje analizira geotehnička ispitivanja.
Prije nego što potroše milijune dolara i stotine radnih sati na izgradnju građevine, vlasnici zemljišta moraju znati može li tlo podržati predloženu zgradu. Mekano tlo ispunjeno zrakom može uzrokovati više strukturalnog slijeganja od željenog, uzrokujući prijevremeno pucanje u cijeloj zgradi. Područja s obilnim oborinama praćenim razdobljima intenzivne vrućine mogu imati pomicanje tla koje potencijalno može uništiti temelje zgrade. Kada razvijaju barijere ili zidove duž vodenog tijela, inženjeri zahtijevaju niz procjena koje određuju koje strukture mogu spriječiti klizišta, eroziju tla ili nestabilnost padina.
Inženjer geologije ne samo da vrši ispitivanje vidljivog gornjeg sloja tla, već i analizira slojeve ispod razine tla uzimajući uzorke bušotina i kopajući jame ili rovove. Tehničari mogu obavljati neke testove na licu mjesta, dok je za druge potrebna laboratorijska procjena. Geotehničko ispitivanje, nazvano analiza sita, ispituje veličinu i broj različitih čestica u tlu. Hidrometarskom analizom utvrđuje se količina čestica mulja koja je premala za ispitivanje sitom. Ovi testovi mogu pružiti informacije za opću klasifikaciju tla ili se koristiti za određivanje je li sastav tla prikladan za korištenje u miješanju betona.
Mnogi testovi određuju sadržaj vlage i učinke vlage na tlo. Geotehnički test s ograničenjem tekućine analizira količinu vlage potrebnu prije nego što tlo postane tekuće, dok test linearnog skupljanja određuje količinu skupljanja vlažnog zemljišta nakon izlaganja ekstremnim uvjetima sušenja. Ispitivanje hidrauličke vodljivosti procjenjuje protok vode kroz glinena i pjeskovita tla kako bi se predvidjelo taloženje tla i njegov mogući utjecaj na građevine. Sadržaj vlage u glinovitim tlima pri prelasku iz polučvrstog u plastično određuje se ispitivanjem granice plastičnosti.
Neki testovi procjenjuju ukupnu čvrstoću tla. Geotehnički test zbijanja, na primjer, procjenjuje gustoću i sadržaj vlage u zbijenom tlu kako bi se utvrdilo može li mjesto na odgovarajući način poduprijeti teške strukture. Kalifornijski test omjera nosivosti analizira gustoću tla i zbijenost korištenjem prodornih instrumenata koji primjenjuju različite količine izravne sile. Testom smicanja procjenjuje se čvrstoća tla koje sadrži pijesak gdje bi izvođači mogli izgraditi nasipe ili potporne zidove.