Arduino war Bergbau-Spezialist. Aufbauend auf seinen Beobachtungen in Norditalien entwickelte er Anfang der 1760er Jahre als erster ein System geologischer Erdzeitalter. Dabei teilte er geologische Formationen in primäre (montes primitivi), sekundäre (montes secundarii) und tertiäre (montes tertiarii) Schichtfolgen ein. Hinter dieser Aufzählung steht bereits die Idee des verschiedenen Alters der Schichten. Die „primitiven“ Gesteine (Basalte, Granite, Schiefer) bilden die älteste Formation, fossile Kalkablagerungen die spätere, sekundäre, und die wenig verfestigten, tertiären Sedimentablagerungen erkannte Arduino als die jüngsten. So kam es zu einer Einteilung der Erdzeitalter in „Primär“ (heute als Paläozoikum oder Erdaltertum bezeichnet), „Sekundär“ (heute Mesozoikum oder Erdmittelalter) und „Tertiär“ (heute ein Teil des Känozoikums, auch als Erdneuzeit bezeichnet).
Arduino erkannte auch die Bedeutung von Fossilien und nutzte diese ebenso wie chemische Methoden zur Altersbestimmung von Gesteinsschichten.
Neben seinen geologischen Studien beschäftigte er sich mit Metallurgie, Chemie und Agrartechnik.