В работе показан алгоритм исследования, описаны методология и лабораторные методы исследования физико-химических свойств наночастиц. Представлены методики поиска и анализа необходимой информации, охарактеризованы современные аналитические инструменты, необходимые для получения новых научных знаний в процессе исследования наночастиц, описано инструментально-аналитическое современное инновационное оборудование. Детально раскрыты математические методы определения характеристик каталитической активности наночастиц и топологические методы описания их поверхности. Дано современное программное обеспечение, используемое для исследования каталитически активных наночастиц. Учебно-методический комплекс предназначен для студентов вузов, обучающихся по геологическим направлениям, и может представлять интерес для аспирантов и молодых ученых, работающих в смежных отраслях.