Działalność naukowa

W 1845 roku, po odbyciu wielu wypraw naukowych, Domeyko wydał "Elementos de mineralogia", podstawową i długo aktualną pracę o geologii i zasobach mineralnych Chile oraz podręcznik do oznaczania minerałów. Badał także wody termalne i mineralne, wulkany i meteoryty, prowadził pomiary meteorologiczne. Odbywał podróże naukowe w Kordyliery i na pustynię Atacama. cały czas prowadził studia naukowe.
 

Jego dziełem są rozległe badania geologiczne Kordylierów oraz wykrycie i opisanie wielu nieznanych gatunków minerałów. Wyniki swych badań publikował w Chile i w Europie. Był autorem wielu podręczników i ponad 130 prac naukowych w językach hiszpańskim, francuskim, niemieckim i polskim.

Z pracą badawczą i dydaktyczną łączyło się opracowywanie podręczników. Najważniejsze z nich, to Tratado de ensayes … (Traktat o probiernictwie) oraz podręcznik mineralogii, z rozszerzonymi informacjami o minerałach Chile: Elementos de mineralogia o del conocimiento de las especies minerale en jeneral i en particular de las de Chile. Znalazły się w nim także nowe minerały, po raz pierwszy opisane przez Domeykę. M.in. arketyt, amiolit i domeykit (nazwa pochodzi od jego nazwiska, a nadana została przez niemieckiego mineraloga Wilhelma Rittera von Haidingera). Opisał też dokładniej własności znanych wcześniej minerałów. Podręcznik Domeyki zdobył międzynarodową sławę i długo był cytowany w światowej literaturze przedmiotu. Zbiory zgromadzone przez niego na uniwersytecie w Santiago liczyły ponad 4000 okazów.

Zainteresowania Domeyki wykraczały poza mineralogię i geologię. Badał meteoryty zebrane podczas ekspedycji na pustynię Atakama. Przedstawił rządowi chilijskiemu elaborat o potrzebie wykorzystania przez rolnictwo chilijskie bogatych złóż saletry. Ostatnią jego publikacją było opracowanie zjawisk trzęsień ziemi, zarejestrowanych w Chile podczas jego pobytu (z jednego trzęsienia cudem się uratował). Był także rzecznikiem założenia w Chile – kraju o skrajnie zróżnicowanym klimacie – sieci obserwacji meteorologicznych.

Z biegiem lat najważniejszą i najbardziej absorbującą Domeykę dziedziną działalności stała się praca nad organizacją nauki chilijskiej. Z pierwotnie istniejącego uniwersytetu Universidad de Chile, będącego w istocie tylko organem zarządzającym słabo rozwiniętym szkolnictwem elementarnym, Domeyko stworzył nowoczesny uniwersytet na wzór Uniwersytetu Wileńskiego i uczelni niemieckich. Od 1867 przez 16 lat był nieprzerwanie jego rektorem.

Domeyko stworzył podstawy naukowe eksploatacji bogactw naturalnych  Chile. Prowadził intensywne badania geologiczne, a jego prace w tym zakresie przyniosły mu światową sławę. Uważany jest za ojca górnictwa chilijskiego, gdyż wszystkie jego badania w tej dziedzinie posiadały także znaczenie praktyczne. Stał się twórcą szkolnictwa i życia naukowego w Chile, nauczycielem pierwszych pokoleń inteligencji chilijskiej. Cała działalność Domeyki przyczyniła się do rozwoju gospodarczego, naukowego i kulturalnego Chile.   

Jeszcze w Coquimbo przeprowadzał analizy próbek minerałów otrzymywanych od właścicieli kopalń. Dzięki temu i dzięki wyprawom w Andy wkrótce stał się najlepszym znawcą geologicznej budowy zachodniej części Ameryki Południowej. Wiedza ta przyniosła mu wielkie uznanie naukowe (przesyłał regularnie próbki minerałów orz naukowe raporty do macierzystej Ecole de Mines, gdzie drukowane były w czasopiśmie naukowym „Annales des Mines”. Do swojej macierzystej uczelni wysyłał tez na studia swoich najzdolniejszych uczniów, dzięki czemu stał się (jednoosobowo!) twórcą całej chilijskiej szkoły geologicznej oraz odkrywcą wielu złóż cennych surowców mineralnych. Jedno z takich odkrytych przez Domeykę złóż (Tarapaca) było potem powodem wojny między Chile a Peru i Boliwią. „wojną o saletrę” lub „saletrzaną”) – konflikt zbrojny w latach 1879-1884, pomiędzy Chile i połączonymi siłami Boliwii i Peru. Wojna zakończyła się zwycięstwem Chile, które zdobyło terytorium bogate w surowce mineralne i odcięło Boliwii dostęp do Pacyfiku. Peru straciło swoją prowincję Tarapacá, a Boliwia dostęp do morza (prowincja Litoral).