Roland Bol doet onderzoek naar biogeochemie. Dat is de studie van de cycli van chemische elementen, zoals koolstof, stikstof en fosfor, en hun interacties met en integratie in levende organismen. Hij richt zich in het bijzonder op de toepassing van geavanceerde technieken zoals non-traditional stabiele isotopenanalyse en massaspectometrie van organische koolstofcomponenten in bodems. Bol heeft in het bijzonder aandacht voor nanodeeltjes.  

Als hoogleraar aan de UvA gaat Bol zich richten op complexe biogeochemische processen en interacties die plaatsvinden op de natuurlijke grenzen tussen bodem, water en lucht. Bijvoorbeeld de biotische en abiotische processen die in een bepaald ecosysteem bepalen of koolstof als kooldioxide, opgelost koolstof of als fijne deeltjes, de bodem verlaat of dat het betreffende koolstofcomponent wordt vastgelegd in een specifieke organische vorm in de bodem.

Bol leidt sinds 2012 de onderzoeksgroep Soil organic matter and elemental cycles bij het Helmholtz Forschungszentrum Jülich in Duitsland. Eerder was hij werkzaam als onderzoek team leider bij North Wyke Research en Institute of Grassland and Environmental Research in Engeland.