人类对地质的认识，首先是从被视为静止物体的矿物和岩石的研究开始的。通过保存在地层中的古生物化石的研究，提出了古生物学的理论与方法，并运用于划分地层，把历史的观念引入了地质学。

    天文学的成果，特别是科学的天体演化假说的提出，使人类对地球的现状和历史演变的认识，提高到能够建立一个比较合乎逻辑的完整体系的程度。继天文学、生物学之后，物理学和化学的成果也为地质学的创立和发展提供了条件，使地质学发展成为自然科学的一大支柱。

 

    早期的地质学以研究地壳表层某个地区的岩石为基础，矿物学、岩石学、地层学及古生物学、构造地质学、区域地质学都是在此基础上建立起来的。历史地质学则是概括这些地质实体的发展历史的综合性学科。

 

    地质学与物理学、化学结合而产生的地球物理学、地球化学，是地球科学的重要支柱，也是推动地质学向现代科学水平发展的重要方面。

 

    现代地质学把地球作为一次整体来研究，20世纪60年代出现的板块构造说，就是吸收了地震研究、海洋地质调查和古地碰研究等方面的最新科学成果，较好地解释了全球构造问题。

    至20世纪80年代，地质学已发展成为包含有下列分支学科的理论体系。这些分支学科大体可分为两类：一类是探讨基本事实和原理的基础学科；一类是这些基础学科与生产或其他学科结合而形成的学科。

 

    矿物学是研究矿物的化学成分、内部结构、形态、性质、成因、产状，共生组合、变化条件、用途以及它们之间的相互关系的学科。

 

    岩石学是研究岩石的物质成分、结构、构造、形成条件、分布规律、成因、成矿关系以及岩石的演变历史和演变规律的学科。

 

    矿床地质学是研究矿床的特征、成固、分布及其工业意义的学科。

 

    地球化学是研究地球各圈层和各种地质体的化学组成、化学作用和化学演化，探讨化学元素及其同位素的分布、存在形式、共生组合、集中分散及迁移循环的规律的学科。

 

    以地质作用及其留下的形迹为主要研究对象的学科包括下列各分支。

 

    动力地质学是研究各种地质作用，包括引起这些作用的动力在地球各圈层活动的规律的学科。火山地质学、地震地质学、冰川地质学等均属这个学科中有特殊内容的分支。

 

    构造地质学是研究地球岩石圈的构造变形，包括断裂、褶皱等各种构造形迹及不同类型构造单元的分布、形成、演化和发展，是从总体上研究地质体的构造在时间上及空间上的发展规律及成固和动力来源的学科。大地构造学也属于构造地质学范畴。

 

    地貌学是研究地表形态特征及其发生、发展和分布的规律的学科。又称地形学，是地质学与自然地理学之间的边缘学科。

 

    地球物理学是研究各种地球物理场和地球的物理性质、结构、形态及其中发生的各种物理过程的学科，是地质学与物理学之间的边缘科学。地球物理学在狭义上只研究地球的固体部分，又称固体地球物理学；广义的地球物理学还包括对水圈、大气圈的研究。

 

    地质力学是运用力学原理研究地壳构造和地壳运动规律及其起因的学科。

 

    以地质历史为主要研究对象的学科，包括下列分支：

 

    古生物学是研究地球历史上的生物界及其进化过程的学科。主要是对保存在地层中的化石的研究。

 

    地层学是研究成层岩石的时空分布规律，包括地层的层序和时代及其地理分布、地层的分类、对比以及它们之间的关系的学科。

 

    历史地质学是研究地球的发展历史和规律，包括地球上生物的进化历史，古沉积相的分析和古地理面貌的复原，以及地壳地质构造和有关地质作用的演变等方面的研究，是一门综合性的学科。

 

    古地理学是研究地球历史上的海陆分布及其他自然地理特征与发展过程的学科。

 

    地质年代学是研究地质历史时期的顺序及其延续的年代数据，地质年代表是其研究的最终成果。

 

    综合一个地区的地质调查成果，研究阐明该地区地质的总体特征，探讨各种地质作用的相互关系的学科称为区域地质学。

 

    此外，将地球及其他星球作为一个天体来研究，形成了行星地质学、天文地质学。对地球深部的研究，是刚刚开拓的新领域。

 

    地质学为了开发利用地下资源及改善和利用地球环境，解决人类社会发展中的实际问题，形成了既有理论意义又有生产应用价值的下列各分支学科。

 

    水文地质学是研究地下水的形成、分布和运动的规律，以合理开发地下水、防治地下水的危害，以及利用地下水的化学、物理特征找矿、预报地震和防治地方病、保护环境。

 

    工程地质学是以调查研究和解决各类工程建设中的地质问题为任务，包括评价地基的地质条件，预测工程建设对地质环境的影响，选择最佳场所、路线，为工程设计提供可靠的地质依据。

 

    环境地质学是研究地质环境质量和人类活动与地质环境的相互关系的学科。 

 

    灾害地质学是研究地质灾害的发生、分布规律、形成机制和对人类的影响及其预测预防的学科。

 

    金属矿产地质学、非金属地质矿产学、石油地质学、煤地质学是把地质学基础理论用于研究这些矿产资源的成因、分布规律等的学科。这些学科具有很强的实用性，同时又有基础研究性质。

 

    找矿勘探地质学是综合运用地质学理论和现有的找矿方法、手段寻找矿藏的学科。

 

    矿山地质学是以解决矿山开发过程中遇到的地质问题为任务的学科。

 

    还有些自成体系、自有理论、与地质学相辅相成，对地质学的发展有重要作用的技术学科，属于广义的地质学或地质科技的范畴。它们包括：运用物理的、化学的方法去取得野外地质资料的地球物理勘探和地球化学勘查；运用钻探或坑探的手段直接向地下取得地质样品的探矿工程；对各种地质样品进行实验测试的实验室技术；为地质调查提供地形底图并绘制地质图件的测绘学；能在远距离处取得地质资料的航空测量技术和遥感技术以及用于处理地质资料的数学方法和计算机技术等。

 

    随着研究深度的增加，新的分支学科还在不断产生各个学科的联系愈来愈紧密，建立一个更加充实、完整的有关地球的知识体系，是发展的必然趋势。