地質學是關於地球的物質組成、內部構造、外部特徵、各圈層間的相互作用和演變歷史的知識體系。在現階段，由於觀察、研究條件的限制，主要以巖石圈為研究物件，也涉及水圈、氣圈、生物圈和巖石圈下更深的部位，以及某些地外物質。
地球自形成以來，經歷瞭約46億年演化過程，進行著錯綜複雜的物理、化學變化，同時還受到天文變化的影響。地球的各個圈層均在不斷演變，約在35億年前，出現瞭生命現象。於是，生物作為一種地質營力，時時在改變著地球的面貌貌。最晚在距今200～300萬年，開始有人類出現。地球成為人類棲身之所，衣食之源。人類為瞭生存和發展，一直在努力適應和改變周圍的環境。利用堅硬巖石作為用具和工具，從礦石中提取銅、鐵等金屬制造工具，對人類社會的歷史產生過劃時代的影響。觀察、研究地球，利用地球資源，對地球的現狀、歷史和將來建立起科學的系統認識，是人類社會繼續向前發展的需要。
人類對地球及其演化規律的認識，經歷瞭漫長的過程。由於地球具有1.083×1012立方公裡這樣龐大的體積，人類感官所能直接觀察到的隻是地球的表層和局部；那些發生在地球上的地質作用過程可以長達千百萬年乃至億萬年，無論是個人或整個人類，都難以重復驗證；這些地質作用，在不同時期、不同地區，各有特點。因此，隻有人類的認識能力達到較高水平時，才能建立起對地球總體的科學認識。具有現代科學意義的地質學，是19世紀30～40年代才形成的。到20世紀，以地球為對象，從不同角度和范圍進行研究的學科，除地質學外，地理學、海洋科學、大氣科學、水文科學、固體地球物理學、地球化學等都發展起來，形成瞭比較完整的地球科學體系。地質學是其中起骨幹作用的基礎學科。
隨著社會生產力的發展，人類活動對地球的影響越來越大，地質環境對人類生產和生活的制約也越來越明顯。合理有效地利用地球資源、維護人類的生存環境，已成為當今世界所共同關註的問題。用各種現代科技手段和方法取得地質資料，進行綜合研究，擴大地質學的研究深度、范圍和服務領域，已成為20世紀60年代以來地質學發展的總趨勢。
本文根據地質學已取得的成果，對它的研究對象、特點、學科體系、發展簡史和趨勢，作概要介紹，詳細的內容由本卷各有關條目分別闡述。
地質學的研究對象
地質學的研究對象包括以下各方面。
地球的內外圈層 地球的平均半徑為6371公裡，其核心可能是以鐵、鎳為主的金屬，稱為地核，其半徑長約3400餘公裡。在地核之外，為厚度近2900公裡的地幔。地幔之外是厚薄不一的地殼，已知最厚處達75公裡，最薄處僅5公裡左右，平均厚度約35公裡。（見彩圖）
地球體
地球內部構造
宋姚生繪
地核的內層（內核）為固體，或認為是因受壓力強大〔（3.33～3.67）×1011帕〕、原子殼層已破壞的超固態體；外層因彈性橫波不能通過而被解釋為具有液體的性質，還推測有電流在其中運動，被認為是地球磁場的本源，外層的厚度約為2220公裡。
地幔下部為含有較多的金屬硫化物和氧化物的非晶質固體物質。地幔上部成分與橄欖巖大致相當，其與地殼相接部分和地殼均具有剛硬的性質，合稱為巖石圈，厚約60～120公裡。在巖石圈之下為一層具有塑性、可以緩慢流動、厚約100公裡的軟流圈。
地殼表面的海洋、湖沼、河流等水體，約占地表總面積的74％。呈液態的地表水與凍結在兩極地區及高山上的冰川，以及土壤、巖石中的地下水，組成地球的水圈。
地球的外層是大氣圈。大氣質量的99.999％集中在離地面100公裡的空間以內，並且主要集中於高度不超過16公裡的近地面的空中，成分以氮和氧為主。離地面越遠，大氣越稀薄，大氣成分也有變化。到1000公裡上下，變成以氧為主；2400公裡上下，變成以氦為主；再往外，主要是氫的微粒。在100公裡左右以上，大氣逐漸不能保持分子狀態，而以帶電粒子的形態出現，其稀薄的程度超過人造的真空。帶電粒子受到地球磁場的控制，形成一個能夠阻擋來自太陽及宇宙的高速帶電粒子流沖擊的磁層。
地球的水圈和大氣圈通過水的蒸發、凝結、降水和氣體的溶解、揮發等方式互相滲透和影響。固體的地球界面上下，是大氣和水活動的場所。巖石圈的物質也不斷運動並通過火山噴發等形式進入水圈和大氣圈。生物生存在巖石圈、水圈和氣圈的交接帶，形成一個不連續的生物圈。地球各圈層的相互作用不斷改變著地球的面貌。地球的質量為5.976×1027克，其中大氣圈的質量占不到百萬分之一，水圈則僅占千分之一左右，但它們對巖石圈特別是對人類的影響極大。地球的這些圈層，是由於組成物質的重力分異作用而逐漸形成的。地球上任何質點均受到地球引力和慣性離心力的作用，這兩種力的合力就是重力。地球表面重力吸住瞭大氣和水，並對它們的運動產生影響。
地球內部的圈層構造，主要是依據地震波在其中的傳播速度不同而劃分出來的；各圈層組成物質的物理性質的不同決定著速度的變化，同時也反映出化學成分的差異。
礦物和巖石 在地球的化學成分中，鐵的含量最高（35％），其他元素依次為氧（30％）、矽（15％）、鎂（13％）等。就地殼計算，氧最多（46％），其他依次為矽（28％）、鋁（8％）、鐵（6％）、鎂（4％）等，共92種元素。這些元素多形成化合物，少量為單質，它們的天然產出即為礦物。
礦物具有確定的或在一定范圍變化的化學成分和物理特征。組成礦物的元素，其原子多是按一定的形式在三維空間內周期性重復排列，具有自己的結構，成為晶體。晶體的外部形態在外界條件適合，得到正常發育時，表現為規則的幾何多面體，但很多時候沒有條件形成這樣規則的外貌。還有少量礦物沒有結晶，為非晶質。
礦物在地殼中常成集合體產出，這種集合體可以由一種也可以由多種礦物組成，在地質學中被稱為巖石。
地球上的礦物已知有3300多種。在巖石中常見的礦物隻有20多種，其中又以長石、石英、輝石、閃石、雲母、橄欖石、方解石、磁鐵礦和粘土礦物為最多，除方解石和磁鐵礦外，它們的化學成分都以二氧化矽為主，石英全為二氧化矽組成，其餘則均為矽酸鹽礦物。
由矽酸鹽熔漿（巖漿）凝結而成的火成巖（或稱巖漿巖）構成瞭地殼的主體，按體積和重量計都最多。但在地面最常見到的則是沉積巖，它是早先形成的巖石破壞後，又通過物理或化學作用在地球表面（大陸或海洋）的低凹部位沉積，經過壓實、膠結再次硬化，形成具有層狀構造特征的巖石。在地殼中，在大大高於地表的溫度和壓力作用下，巖石的結構、構造或礦物成分發生變化，形成不同於火成巖或沉積巖的變質巖。火成巖、沉積巖、變質巖是地球上巖石的三大類別。火成巖中玄武巖、花崗巖類巖石是地殼中最具有代表性的巖石，是構成大陸的主要巖類。形成時代最早的花崗巖年齡達39億年，而玄武巖則是構成海洋所覆蓋的地殼的主要物質，現今各大洋底上的玄武巖均較年輕，一般不超過2億年。
地層和古生物 地層是地質歷史的重要記錄。它們以成層的巖石為主體，隨著時間的推移而在地表低凹部位形成。狹義的地層專指已固結的成層的巖石（沉積巖和火山巖類），有時也包括尚未固結成巖的松散沉積物。依照沉積的先後，早形成的地層居下，晚形成的地層在上，這是地層層序關系的基本原理，稱為地層層序律。地層在形成以後，由於受到地殼劇烈運動的影響，改變原來的位置，會產生傾斜甚至倒轉，但隻要能查明其形成和變形的時間，仍可以恢復其原始的層序。在同一時間，地球上各處環境不同，在不同環境中形成的地層各有特點。在地表的隆起部位，不僅不能形成新的地層，還會因受到剝蝕而使已經形成的地層消失。
因此，地層學是研究各地區地層的劃分，確定地層的順序和相鄰地區地層在時間上的對比關系的專門學科。它是地質學的基礎，也是地質學中最早形成的學科。
上下相鄰地層之間，或因上下地層傾角不同而表現出不連續或不整合；或因組成物質的明顯差異而具有明顯的界限。但有時上下相鄰的地層之間，界限不清楚，表現為過渡關系，這就需要對地層的巖石，特別是對所含古生物的化石作深入研究，才能作出劃分。
從沉積學的角度研究地層，查明它的沉積環境及形成過程；從古生物學的角度研究地層中所含化石，運用生物演化規律確定地層的時代順序，這是地層學研究的兩大方面。古生物學的研究具有奠定基礎的意義，傳統的地層學就是由此開端，主要研究地層的時代順序。
古生物是指在地質歷史時期，在地球上生存過的各類生物，一般已經絕滅，它們的少量遺體和遺跡形成化石保存在地層中。研究這些化石，可以瞭解地質歷史上生物的形態、構造和活動情況。對各種古生物進行分類，可以認識生物的演化關系。依據地層中所含化石，可以斷定地層的層序。生物演化的不可逆性和階參性，使這種判斷具有可靠的根據。古生物的分佈和生活習性，還反映出當時地理環境的特點。古生物的研究是地質學也是生物學的重要組成部分。
地質構造和地質作用 地球表層的巖層和巖體，在形成過程中及形成以後，都會受到各種地質作用力的影響，有的大體上保持瞭形成時的原始狀態，有的則產生瞭形變。它們具有復雜的空間組合形態，即各種地質構造。斷裂和褶皺是地質構造的兩種最基本形式。
從覆蓋全球的大陸和洋底，到一塊巖石標本，都具有自己的構造。巖層、巖體本身的物理、化學性質和形成條件的不同，使這些構造各有特點。地質學把它們作為重要的研究對象來追索、認識歷史上發生過的各種地質變動。
地球的巖石圈，已經並還在發生著全球規模的板塊運動。板塊構造學是20世紀地質學達到的對地質構造及地質作用的新認識。其基本內容是，巖石圈是地球中最剛硬的部分，它飄浮在地幔中具有塑性、局部熔融、密度較大的軟流圈之上。巖石圈中存在著許多很深很大的斷裂，這些斷裂把巖石圈分割成被稱為板塊的巨大塊體。全球可分為六大板塊。
一般趨向認為，主要是地球內部熱的分佈不均勻所引起的物質對流運動，使巖石圈破裂成為板塊。板塊形成後繼續運動，發生分離、碰撞等事件。地幔中的熔融物質沿板塊間的拉張斷裂帶擠入，並不斷向斷裂兩側擴展，形成新的洋殼，而部分板塊則隨著載荷它的軟流圈物質向下移動而俯沖消失於地幔之中。
板塊運動被認為是使地殼表層發生位置移動，出現斷裂、褶皺以及引起地震、巖漿活動和巖石變質等地質作用的總原因，這些地質作用總稱為內力地質作用。內力地質作用改變著地殼的構造，同時為地貌的形成打下基礎。這就是說板塊運動能夠解釋地殼中巖石的變形，包括區域的和整個地殼的。
產生內力地質作用的能源，在現階段一般推測，主要是放射性元素蛻變釋放的熱能和地幔重熔形成的熱能。這些能量，部分傳導到地面散失，大量的內熱由於巖石導熱性差，在地下聚積，成為產生各種內力地質作用的動力。還有人認為，地球自轉所產生的能也是產生內力地質作用的因素之一。
來自太陽的熱能，是引起大氣和水不斷運動的主因，同時給生物的繁殖以能量，並直接對巖石圈施加影響。這一切活動的結果，使地表的凸出部分受到風化、侵蝕等作用的破壞，破壞的產物在低凹的部位沉積起來形成新的巖石。上述變動總稱外力地質作用。
地球的內力和外力地質作用同時存在並相互影響。水往低處流是受到重力的作用，而地勢的高低又是內力地質作用所塑造。火山噴出的氣體和水分是地球大氣圈和水圈重要的物質來源之一，一次強烈的火山活動還可以引起人能直接感受到的氣候異常。地質作用強烈地影響著氣候以及水資源與土壤的分佈，創造出瞭適於人類生存的環境。這種良好環境的出現，是地球大氣圈、水圈和巖石圈演化到一定階段的產物。地球形成的初期，大氣圈和水圈的成分、質量都和現代大不相同，大氣曾經歷以二氧化碳為主的階段，海水是約在10億年前才具有今天的含鹽度，生物最早出現在地球形成約10億年以後。由此也說明在地球演化的不同歷史階段，各種地質作用的規模乃至性質都有所不同。
地質作用也會給人帶來危害，如地震、火山爆發、洪水泛濫等。人類無力改變地質作用的規律，但可以認識和運用這些規律，使之向有利於人的方向發展，防患於未然。如預報預防地質災害的發生，就有可能減輕損失。中國在古代就有“束水攻沙”，引黃河水灌溉淤田壓堿等經驗，是利用河流的地質作用的規律來治理河流取得成功的例子。
地質學的特點
地殼是一個極其復雜的研究對象，它的不同組成部分或單位，包括礦物、巖石及礦床、地層、地下水，以及各種地質體，不但具有復雜的物質成分，不同的化學性質、物理性質和各式各樣的結構方式，而且在漫長的時間和廣大的空間內，又都受到瞭實質上是一系列物理作用、化學作用甚至生物作用等綜合的地質作用影響，不斷地發生著錯綜復雜的物理和化學變化。這些作用以及它們所呈現的各種地質現象之間，存在著互相制約、互相聯系、互相轉化的關系，其經歷的時間之長，活動的空間之廣，尤其是時間因素，在現階段往往不是人們在實驗室內所易於模擬的。它們的發生、發展和演化的規律，除具有普遍的特點之外，還常有一定的時間變異性和區域特殊性，因而不同地區具有不同的地質特征，蘊藏著不同種類、成分和規模的礦產。
地質學的另一特點是把空間與時間統一起來研究。現在能觀察到的地球歷史發展記錄，主要保存在表層巖石內按時間順序層層堆積的地層中。由不同時代巖漿凝結而成的火成巖體，以及由早先形成的巖層巖體演變而成的變質建造，不同時期留下的構造變形遺跡等，是瞭解地球歷史的基本材料。由於經過長期復雜的變動，這些史料已變得凌亂和有缺失，這是地質學研究的難點。
地殼中除瞭保存著各種地質變化的遺跡之外，還有記載著生物的演化和同位素的蛻變等其他科學方面的珍貴史料，它是地球的一系列復雜運動的結果，而這種運動現在還在進行著。對於地表以下較大深度的地質現象和地質作用，目前還隻能通過地球物理等探測技術，來進行間接的推測和研究。
同物理、化學等基礎科學比較，地質學研究具有較強的地域性、歷史性和綜合性。隻有根據足夠的實際資料，特別是根據足以充分說明空間和時間變化因素的豐富資料總結出來的地質學理論，才能有較廣泛的適用性。地質學研究不能“栽培”、“飼育”它的研究對象，這是和某些生物科學不同的地方；地質學也不屬“制造”性質的學科，就是實用性最強的礦山地質學也不例外，這是和許多工程學科不同的地方。當然，在實驗地質學研究中，地質學傢也要進行不同地質作用的模擬試驗，如礦物合成試驗、成巖作用試驗、成礦試驗等，但實驗的條件與自然界的實際總有差別，更不能做到歷史過程的重演。
英國地質學傢C.萊伊爾最先提出通過研究今天的地質作用所產生的影翔，去推斷地質歷史上發生過的變化，即“將今論古”。它是地質研究中常用的一種方法。在對地球歷史上一些事件取得可信的認識後，反過來又可用以認識現今還在進行的地質變化，預測未來。將今論古不失為揭示地球歷史面貌的入門鑰匙，但是僅依照這一原則和方法還不能達到完全、正確的認識。這不僅因為地球上的地質作用並非一直在簡單地重復、均勻地漸變，還有前後不連續的突變形式，不同地質時期的作用力不僅有量的不同，性質上有的也有差異。地球歷史特別是生物的突變，不是將今論古能完全解釋的。還由於今天我們所能得到的地質歷史材料，幾乎總是有缺陷的，而且往往有多次變動的痕跡疊加在一起，這就更增加瞭認識地球歷史的困難。
上述這些地質學的特點，決定瞭一般的地質研究必須通過一定比重的野外實際調查，配合相應的室內研究。野外調查和室內研究，構成一個觀察、記錄（包括制圖）、采樣、初步綜合、試驗分析、總結提高以至復查驗證的完整的地質研究過程。地質學研究在實質上都是對其研究對象的一個綜合性調查研究過程。
隨著生產和科學技術的發展，20世紀中葉以來地質學的研究中引入瞭大量的新技術、新方法，如不同的地球物理勘探方法、地球化學勘查方法、科學深鉆技術、同位素地質方法、航空以及遙感地質方法、現代電子計算機技術、高溫高壓模擬試驗等的采用。物理、化學等基礎科學新的成就的引用，地球物理、地球化學、數學地質、宇宙地質學等地質科學中邊緣學科的進一步發展，推動瞭地質學的發展，同時使地質學的方法不斷地革新。地質學能進行觀察、記述的空間和時間的范圍日益擴大，定量數據日益增多，研究的準確性不斷提高，實驗、模擬試驗的比重也在增大。同時，生產實踐也為地質學研究提供瞭大量的科學資料，並且為許多地質學理論提供瞭反復實踐和驗證的機會，為一些重大地質學理論問題的解決提供瞭可能。可以說，地質學正處在一個新的發展階段。
歷史回顧
人類對地質現象的觀察和描述有著悠久的歷史。但是作為一門學科，地質學成熟較晚。地質學研究的是龐大的地球及其悠遠的歷史，這就決定瞭這門學科具有特殊的復雜性。地質學是隨著社會生產力的發展，在不同學派、不同觀點的爭論中形成和發展起來的。地質學的發展大致經歷瞭以下五個時期。
地質科學萌芽時期（遠古～1450） 人類對巖石、礦物性質的認識可以追溯到遠古時期。在中國，銅礦的開采在2000多年前即已達到可觀的規模。春秋戰國時成書的《山海經》、《禹貢》、《管子》中的某些篇章，古希臘的泰奧弗拉斯托斯的《石頭論》（公元前4世紀）是人類對巖礦知識的最早總結。在開礦及與地震、火山、洪水等自然災害搏鬥中，人們逐漸認識到地質作用，並給予思辨行、猜測性的解釋。中國《詩經·小雅·十月之交》記載瞭“高岸為谷、深谷為陵”的關於對地殼變動的認識。古希臘的亞裡士多德提出，海陸變遷是“按著一定規律在一定時期發生的”。在漫長的中世紀時期，歐洲科學發展緩慢。這一時期，中國的沈括對海陸變遷、古氣候變化、化石的性質作出瞭較為正確的解釋，朱熹也比較科學地解釋瞭化石的成因。在四川天然氣的鉆井達到千米以上的深度。
地質學奠基時期（1450～1750） 以文藝復興為轉機，有瞭對地球歷史的科學解釋。意大利的達·芬奇、丹麥的N.斯泰諾、英國的J.伍德沃德、R.胡克都對化石的生物成因作瞭論證。胡克還提出用化石來記述地球歷史（1705）。斯泰諾提出地層層序律（1669）。在巖石學、礦物學方面，中國李時珍在《本草綱目》（1578）中記載瞭200 多種礦物、巖石和化石。德國的G.阿格裡科拉對礦物、礦脈生成過程和對水在成礦中作用的研究，開創瞭德國研究礦物學、礦床學的先河，在歐洲有著深遠的影響。
地質學形成時期（1750～1840） 在英國工業革命、法國大革命和啟蒙思想的推動和影響下，科學考察和探險旅行在歐洲興起。旅行和探險使得地殼成為直接研究的對象，使得人們對地球的研究從思辨性猜測轉變為以野外觀察為主。同時，不同觀點、不同學派的爭論十分活躍，關於地層以及巖石成因的水成論和火成論的爭論在18世紀末變得尖銳起來。德國的A.G.維爾納是水成論的代表。他提出花崗巖和玄武巖都是沉積形成的，並根據薩克遜地區地質對巖層作瞭系統的劃分（1787）。英國J.赫頓（1785、1795）提出要用自然過程來解釋地球的歷史，以及地質過程“既看不到開始的痕跡，也沒有結束的前景”的均變論思想。水火之爭促進瞭地質學從宇宙起源論、自然歷史和古老礦物學中分離出來，並逐漸形成一門獨立的學科。在中國，出現在17世紀的《徐霞客遊記》也是對自然考察所獲得的超越時代的成果。
古生物學、地層學的奠基者是英國W.史密斯（1815）、法國G.居維葉（1812）、J.-B.de M.拉馬克（1815～1822）。至1840年，地層劃分的原則和方法已經確立，地質時代和地層系統基本建立起來。礦物學沿著形態礦物學和礦物化學方向發展。美國J.D.丹納的《礦物學系統》（1837）標志著經典礦物學的成熟。1829年，英國W.尼科爾發明瞭偏光顯微鏡，使得下半世紀顯微巖石學迅速發展成為可能。法國E.de博蒙於1829年提出地球冷縮造山的收縮說，對近百年來的構造理論產生瞭重大影響。這樣，有關地球歷史的古生物學、地層學，有關地殼物質組成的巖石學、礦物學和有關地殼運動的構造地質理論所組成的地質學體系逐漸形成。同時19世紀上半葉，有關災變論和均變論的爭論，對地質學思想方法產生瞭歷史性的影響。G.居維葉是災變論的主要代表，他提出地球歷史上發生過多次災變造成生物絕滅的觀點（1812）。英國C.萊伊爾是均變論的主要代表，他堅持“自然法則是始終一致”的觀點，並提出將今論古的現實主義方法。在爭論中，地質均變論逐漸成為百餘年來地質學及其研究方法的正統觀點。
地質學發展時期（1840～1910） 隨著工業化的發展，各工業先進國傢都開展瞭區域地質調查工作，使地質學從區域地質向全球構造發展，並推動瞭地質學各分支學科的迅速建立和發展。其中重要的有瑞士J.L.R.阿加西等人對冰川學的研究（1837、1840）以及英國G.B.艾裡（1855）、J.H.普拉特（1859）提出的地殼均衡理論。有關山脈形成的地槽說經過美國的J.霍爾（1859）和J.D.丹納（1873）的努力最終確立起來。法國M.A.貝特朗提出造山旋回概念（1887），G.-É.奧格對地槽系和大陸區的劃分（1900）以及德國W.H.施蒂勒對地槽類型的劃分（1924）使造山理論更加完善。奧地利E.修斯和俄國的А．П．卡爾賓斯基則對地臺作瞭系統的研究。對阿爾卑斯構造的研究，推動瞭全球構造的研究。E.修斯的《地球的面貌》（1883～1909）是19世紀地質學研究的總結。同時修斯從全球的角度來研究地殼運動在時間和空間上的關系的綜合分析方法預示瞭20世紀地質學研究新時期的到來。
20世紀地質的發展（1910～ ） 進入20世紀以來，社會和工業的發展，使得石油地質學、水文地質學和工程地質學陸續形成獨立的分支學科。同時，在地質學各基礎學科穩步發展的同時，由於各分支學科的相互滲透，數學、物理、化學等基礎科學與地質學的結合，新技術方法的采用，導致瞭一系列邊緣學科的出現。挪威的V.M.戈爾德施密特，蘇聯的А.Е.費爾斯曼，В.И.維爾納茨基創立瞭地球化學。英國A.霍姆斯應用放射性蛻變原理進行瞭地質年代學的研究。地球物理手段與地質學相結合，導致瞭一系列的重大發現。地震波的研究揭示瞭固體地球的圈層構造以及洋殼與陸殼結構的區別。高溫高壓巖石實驗研究為人們認識地殼深部地質過程提供瞭較為可靠的依據。所有這些都促進瞭地質學研究從定性到定量的過渡，並向微觀和宏觀兩個方向發展。20世紀50～60年代，全球范圍大規模的考察和探測，使地質學研究從淺部轉向深部，從大陸轉向海洋，海洋地質學有瞭迅速發展。同時古地磁學、地熱學、重力測量都有重大進展，為新全球構造理論的產生提供瞭科學依據。在這基礎上，德國A.L.魏格納於1915年提出的、與傳統海陸固定論相悖的大陸漂移說得以復活。60年代初，美國的H.H.赫斯、R.S.迪茨提出海底擴張理論較好地說明瞭漂移的機制。加拿大的J.T.威爾遜提出轉換斷層，並創用“板塊”一詞。60年代中期美國W.J.摩根、法國X.勒皮雄等提出板塊構造說，用以說明全球構造運動的基本原因和運動模式。板塊構造說被稱之為新全球構造理論，它標志著新地球觀的形成，使現代地質學研究進入一個新階段。（見地質學發展簡史）
地質學的分科
人類對地質的認識，首先是從被視為靜止物體的礦物和巖石的研究開始的。通過保存在地層中的古生物化石的研究，提出瞭古生物學的理論與方法，並運用於劃分地層，把歷史的觀念引入瞭地質學。天文學的成果，特別是科學的天體演化假說的提出，使人類對地球的現狀和歷史演變的認識，提高到能夠建立一個比較合乎邏輯的完整體系的程度。繼天文學、生物學之後，物理學和化學的成果也為地質學的創立和發展提供瞭條件，使地質學發展成為自然科學的一大支柱。
地質學的建立，反過來又推動瞭相關學科的發展，給它們以地球的歷史觀和地質學認識世界的方法。古生物化石的研究，促進瞭生物學的發展，達爾文進化論的提出，直接得到地質學的支持；從地質學的角度對行星的研究，大大幫助瞭建立對太陽系其他天體的正確認識；用地質學的理論與方法去研究行星與月球的行星地質學、月球地質學，隨著航天技術的發展，已成為現實。地質學還與物理學、化學不斷互相交匯融合，形成新的邊緣性學科，並為哲學、社會科學的發展提供瞭材料。
早期的地質學以研究地殼表層某個地區的巖石為基礎，礦物學、巖石學、地層學及古生物學、構造地質學、區域地質學都是在此基礎上建立起來的。歷史地質學則是概括這些地質實體的發展歷史的綜合性學科。
地質學與物理學、化學結合而產生的地球物理學、地球化學，是地球科學的重要支柱，也是推動地質學向現代科學水平發展的重要方面。現代地質學把地球作為一個整體來研究，20世紀60年代出現的板塊構造說，即是吸收瞭地震研究、海洋地質調查和古地磁研究等方面的最新科學成果，較好地解釋瞭全球構造問題。
至80年代，地質學已發展成為包含有下列分支學科的理論體系。這些分支學科大體可分為兩類：一類是探討基本事實和原理的基礎學科；一類是這些基礎學科與生產或其他學科結合而形成的學科。
這些基礎學科以物質成分為主要研究對象，主要有下列分支。
礦物學 研究礦物的化學成分、內部結構、形態、性質、成因、產狀，共生組合、變化條件、用途以及它們之間的相互關系。
巖石學 研究巖石的物質成分、結構、構造、形成條件、分佈規律、成因、成礦關系以及巖石的演變歷史和演變規律。
礦床地質學 研究礦床的特征、成因、分佈及其工業意義。
地球化學 研究地球各圈層和各種地質體的化學組成、化學作用和化學演化，探討化學元素及其同位素的分佈、存在形式、共生組合、集中分散及遷移循環的規律。
以地質作用及其留下的形跡為主要研究對象的學科，包括下列各分支。
動力地質學 研究各種地質作用，包括引起這些作用的動力在地球各圈層活動的規律。火山地質學、地震地質學、冰川地質學等均屬這個學科中有特殊內容的分支。
構造地質學 研究地球巖石圈的構造變形，包括斷裂、褶皺等各種構造形跡及不同類型構造單元的分佈、形成、演化和發展，是從總體上研究地質體的構造在時間上及空間上的發展規律及成因和動力來源的學科。大地構造學也屬於構造地質學范疇。
地貌學 研究地表形態特征及其發生、發展和分佈的規律。又稱地形學，是地質學與自然地理學之間的邊緣學科。
地球物理學 研究各種地球物理場和地球的物理性質、結構、形態及其中發生的各種物理過程，是地質學與物理學之間的邊緣科學。地球物理學在狹義上隻研究地球的固體部分，又稱固體地球物理學；廣義的地球物理學還包括對水圈、大氣圈的研究。
地質力學 運用力學原理研究地殼構造和地殼運動規律及其起因的學科。
以地質歷史為主要研究對象的學科，包括下列分支。
古生物學 研究地球歷史上的生物界及其進化過程。主要是對保存在地層中的化石的研究。
地層學 研究成層巖石的時空分佈規律，包括地層的層序和時代及其地理分佈，地層的分類、對比以及它們之間的關系。
歷史地質學 研究地球的發展歷史和規律，包括地球上生物的進化歷史，古沉積相的分析和古地理面貌的復原，以及地殼地質構造和有關地質作用的演變等方面的研究，是一門綜合性的學科。
古地理學 研究地球歷史上的海陸分佈及其他自然地理特征與發展過程。
地質年代學 研究地質歷史時期的順序及其延續的年代數據，地質年代表是其研究的最終成果。
綜合一個地區的地質調查成果，研究闡明該區地質的總體特征，探討各種地質作用的相互關系的學科稱為區域地質學。
此外，將地球及其他星球作為一個天體來研究，形成瞭行星地質學、天文地質學。對地球深部的研究，是剛剛開拓的新領域。
地質學為瞭開發利用地下資源及改善和利用地球環境，解決人類社會發展中的實際問題，形成瞭既有理論意義又有生產應用價值的下列各分支學科。
水文地質學 研究地下水的形成、分佈和運動的規律，以合理開發地下水、防治地下水的危害，以及利用地下水的化學、物理特征找礦、預報地震和防治地方病、保護環境。
工程地質學 以調查研究和解決各類工程建設中的地質問題為任務，包括評價地基的地質條件，預測工程建設對地質環境的影響，選擇最佳場所、路線，為工程設計提供可靠的地質依據。
環境地質學 研究地質環境質量和人類活動與地質環境的相互關系。
災害地質學 研究地質災害的發生、分佈規律、形成機制和對人類的影響及其預測預防。
金屬礦產地質學、非金屬礦產地質學、石油地質學、煤地質學 把地質學基礎理論用於研究這些礦產資源的成因、分佈規律等的學科。這些學科具有很強的實用性，同時又有基礎研究性質。
找礦勘探地質學 綜合運用地質學理論和現有的找礦方法、手段尋找礦藏的學科。
礦山地質學 以解決礦山開發過程中遇到的地質問題為任務的學科。
還有些自成體系、自有理論、與地質學相輔相成，對地質學的發展有重要作用的技術學科，屬於廣義的地質學或地質科技的范疇。它們包括：運用物理的、化學的方法去取得野外地質資料的地球物理勘探和地球化學勘查；運用鉆探或坑探的手段直接向地下取得地質樣品的探礦工程；對各種地質樣品進行實驗測試的實驗室技術；為地質調查提供地形底圖並繪制地質圖件的測繪學；能在遠距離處取得地質資料的航空測量技術和遙感技術，以及用於處理地質資料的數學方法和計算機技術等。
隨著研究深度的增加，新的分支學科還在不斷產生，各個學科的聯系愈來愈緊密，建立一個更加充實、完整的有關地球的知識體系，是發展的必然趨勢。
由於地質學的發展和社會的發展互相支持、依賴，從社會科學的角度來研究地質學的發展歷史，是社會也是地質學發展的需要。對地質學從史學、哲學和社會學的角度進行交叉研究已取得進展，孕育著新的學科。
地質學與人類
人類是在地球的發展過程中，生物進化達到高等階段的產物。人的出現有賴於適宜的自然環境，包括地質、水文、氣候、生物等方面因素。它們互相依賴和制約，經過長期發展，達到瞭適於人類生存的相對穩定的生態平衡，如果其中任何一種因素發生重大變化，都將破壞這個平衡，而且有可能使環境不再有利於人類。在地球上，局部地區已出現瞭這種情況。還要看到，人類的活動也是影響周圍環境的日益重要的因素。當人類的活動符合自然界的客觀規律時，便可以得到利益，如鑿井得水，開山取礦；相反則會蒙受損失，如過量灌溉導致土壤鹽堿化。另一方面，自然界的突發事件或緩慢積累起來的重大變化，也可以給人類帶來無法逃避的災害。地質學正在積極研究人類活動引起的地質環境的變化和地質作用造成的對人的危害。
地質學是提高人類認識自然，增進與環境的協調和求得環境改善的科學。地球表層的生物和人類的大量活動，都與地質條件相關。在生產力還不發達的時期，人類活動對地質環境的影響微弱，災害性地質作用給人類帶來的損失也不如今日這樣巨大。人類社會越現代化，越需要充實地質知識。
早期的地質學，主要應用於礦業生產。現代化的社會對礦產資源的需求，大大超過瞭工業化初期。在當代的發達國傢裡，礦業和以礦產品為基本原料的工業（一般要占到整個工業生產總值的60％左右；進行生產所使用的動力，幾乎百分之百地取之於地球資源。20世紀80年代人類從地下采出石油的數量，較半個世紀前增長一百倍以上。砂石等非金屬材料也已成為重要的資源被大量開采，它們一年產出的數量，無論就重量或體積均超過瞭其他工業礦物原料年產量的總和。如此大量的開采，就使地質學不僅負有繼續找出新的礦產資源以維持社會龐大需求的使命，而且還要擔當起指導合理開發、保護礦產資源、防治環境惡化等重任。
地下水是維持生態平衡所不可缺少的因素，同時也是一種重要的資源。一個地區地下水的量與質，直接影響著那裡地面生命存在的條件。地下水是分佈最廣泛的、比較穩定的水源，且多為適於飲用和灌溉的淡水。因此在充分利用地面的淡水資源的同時，還要開發利用地下水。但地下水水量有限，大量取用，還會發生地面沉降等惡果。因此，必須應用地質學理論和方法，合理地開發地下水。
現代化建設的發展，使人口密集、建築集中，許多建設工程規模巨大，這對地質環境的依賴和對環境的影響超過人類史上的任何時期。在現代化的工程建設中，不僅要重視地質作用引起的突發事件，還要註意它的長期影響，比如泥沙淤積、地面緩慢升降等。這些都是地質學應該研究解決的問題。
地震發生在人煙稀少的地區，縱然強烈，損失也不會大，但如果發生在工業發達或其他人口密集的地區，則會造成嚴重損失。在現代化的社會中，社會的生產和生活組成一個息息相關的整體，電力、煤氣、自來水的供應，一刻不可缺少，交通、電訊必須保持暢通，而地震破壞上述設施造成的後果，可以比地震本身直接造成的危害還要嚴重。不僅地震，其他如山崩、滑坡、泥石流、塌陷、地震海浪沖蝕等可能造成災害的地質作用都必須運用地質學去認識和提出防治意見。同時，人們還須遵循地質學的科學指導，避免因人類的活動而觸發災害，導致地質環境的惡化。
農業的發展也需要地質學知識。農業生產除瞭需要地下水源和礦物肥料外，植物的生長也受到地質條件的制約。地質環境還影響著人的發育，一些地方病的出現，與土壤和地下水中所含的某些元素缺少或過多有關，而這些元素分佈和含量，從根本上說來又是受著地質條件的控制。
因此，地質學與人類的關系不僅僅在於資源的取用，還在於與人類生存和生活環境的諸多方面直接相關。地質學已成為人類社會所普遍需要的科學。參照地質學知識制定礦產資源法、海洋法、水法、環境保護法等，就表現瞭這種密切的關系。地質科學事業早已不再是僅與少數人有關的事業。
地質學的發展趨勢
根據人類社會對各類自然資源的需求、全球環境變化的研究任務、地質資料的積累、學科間滲透，尤其是高科技引入等方面的現狀，對地質學的主要發展趨勢可概括為下列幾個方面。
①地質學能觀察和研究的范圍和領域將日益擴大。在空間上，不但能通過直接或間接的方法逐步深入到巖石圈深部，而且對月球、太陽系部分行星及其衛星的某些地質特征，將有更多的瞭解。陸地深鉆技術將超過現有的10000餘米水平，洋殼和位於大陸坡底的巨厚沉積層的秘密將進一步被揭示，石油開發的邊界會繼續擴大。同時，新型自容式潛艇建成後，也將使觀察深度從已達到的3000米加深到6000米左右，除少數特別深的海溝外，海底的其他主要部分都有可能被人觀察到。在時間上，繼35億年以前底棲微生物群的發現，以及其他古生物跡象的證實，將會加深人們對地球（尤其是地殼）的瞭解。同時與人類社會最接近的一段時間（第四紀）的地質史的研究也將更精細。
②數學、物理學、化學、生物學、天文學等其他學科的發展和向地質學的進一步滲透，先進技術在地質工作中的使用，同精細、深入的野外地質工作相結合，會使人們有可能對更多的地質現象和規律作出科學的解釋，進行更深入和本質性的研究。
③實驗條件將進一步改進，如將實驗室中所能達到的溫度壓力提得更高，模擬更為復雜的多種可變因素的地質作用，並把時間因素也納入模擬實驗之中。
④地質學理論不斷得到補充、修正，尤其是各大陸所提供的有關不同地質歷史時期的新資料將在很大程度上檢驗、發展板塊構造說，進而會產生一些新的理論和學說。
⑤在地質學的服務領域，一個重要方面是開發地球資源，其中有關礦產資源和新能源的研究，仍處於最重要的地位，因而將繼續深入。海底含油、氣地層，以及洋底多金屬結核和現代成礦作用等的形成機理研究會有新的進展，從中國以及各大洲的成礦帶、成礦區的區域地質發展歷史全過程出發，按不同成礦時代分別研究區域成礦的規律性，尤其是不同地質背景下所形成的礦組或跨礦組的成礦系列的發生、發展規律，也將取得新的成就。非金屬礦床、放射性礦床、地熱資源以及其他礦產的綜合利用將顯著發展。同時，由於區域成礦研究的需要，將進一步加強區域地質的綜合研究，並促進地層學、古生物學、沉積學、構造地質學、地質年代學以及區域巖漿活動研究、變質地質研究等向新的水平發展。
⑥保障人類良好的生存環境、幹旱半幹旱地區和沼澤地區的水文地質問題，以及工程地質問題的研究將不斷擴大。環境地質學，包括環境地質調查研究，有關的微量測試技術和環境保護的地質措施等的研究日趨重要。
總之，地質學必須加強基礎研究，如礦物學、巖石學、地層學、古生物學等具有奠基意義的學科的研究，以提高對各種地質體、地質現象及其形成、演化的認識，同時還要充分吸收和利用其他科學技術的新成果，包括社會科學的研究成果，以更全面、本質地認識地球歷史和構造，為科學的發展，為人類更合理、有效地開發和利用地球資源，維護生存環境，作出應有的貢獻。