Cesium je důležitým stopovým prvkem v horninách typických pro zemskou kůru, a jeho obsah v biomase je také poměrně vysoký ve srovnání s některými málo rozpustnými nebiogenními prvky. Nenáročné analytické metody, jako je rentgenová fluorescence, jsou pro stanovení cesia v typických přírodních vzorcích nedostatečné, a proto se zpravidla používá ICP-MS (hmotnostní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem) nebo INAA (instrumentální neutronová aktivační analýza).
K poznání biogeochemie cesia přispělo i zkoumání znečištění radioaktivním izotopem (137)Cs, který je důležitým štěpným produktem a lze jej měřit pomocí spektrometrie gama. Ukázalo se, že Cs je obvykle silně zadržováno v humusu (díky jílovým minerálům), nebo je intenzivně recyklováno v systému půda-biomasa a jen pomalu odstraňováno (to však nemusí platit globálně, neboť většina výzkumů byla prováděna v podmínkách severního mírného pásu).
Podobně i výsledky rozsáhlého biomonitoringu (se stanovením desítek stopových prvků) v českých jehličnatých lesích (s převahou smrku) ukazují, že Cs je přirozenými procesy koncentrováno v humusu (relativně vůči všem ostatním alkalickým kovům).