rozróżnia się geologię podstawową i geologię stosowaną. Geologia podstawowa zajmuje się tymi problemami związanymi z budową i historią Ziemi, które nie mają bezpośredniego związku z działalnością gospodarczą; jest oparta na wiedzy o procesach geologicznych, ich przyczynach, przebiegu i skutkach (tzw. geologia dynamiczna). W skład geologii podstawowej wchodzą: stratygrafia, tektonika (wraz z geotektoniką), sedymentologia, paleontologia, mineralogia, petrografia. W geologii podstawowej często wykorzystuje się wyniki badań prowadzonych w pokrewnych dziedzinach nauki, jak geomorfologia, geofizyka, geochemia, stosuje się także metody chemii, fizyki, matematyki, geodezji, kartografii. Głównym zadaniem geologii podstawowej jest ustalenie budowy geologicznej poszczególnych obszarów Ziemi i odtworzenie jej historii geologicznej; synteza wyników tych badań jest przedmiotem prac geologii regionalnej i geologii historycznej. Geologia stosowana wykorzystuje wyniki badań geologii podstawowej do celów praktycznych; głównymi jej dyscyplinami są: geologia złóż, zajmująca się poszukiwaniem złóż kopalin, ustalaniem ich genezy, a także jakości i zasobów; hydrogeologia, zajmująca się badaniem wód podziemnych i możliwości ich wykorzystania w gospodarce, oraz geologia inżynierska, zajmująca się badaniem technicznych właściwości utworów geologicznych, które mają stanowić podłoże obiektów budowlanych i środowisko działalności górniczej. Wyrażane już w czasach starożytnych trafne opinie dotyczące pewnych zjawisk geologicznych (m.in. powstawania niektórych skał, organicznego pochodzenia skamieniałości, a także istnienia pionowych ruchów skorupy ziemskiej) uległy zapomnieniu w średniowieczu. Odrodzenie nauk przyrodniczych w XV w. przyniosło cenne spostrzeżenia z zakresu podstaw geologii: Leonardo da Vinci głosił poglądy o organicznej naturze skamieniałości, a także o erozyjnej działalności rzek; prace G. Agricoli zawierały bogaty materiał z dziedziny mineralogii i górnictwa. W XVII w. N. Stensen stwierdził, że warstwy skalne osadzały się poziomo, młodsze na starszych (tzw. zasada superpozycji, będąca podstawą stratygrafii). Wyodrębnienie geologii jako dyscypliny naukowej, zwanej początkowo geognozją, nastąpiło w 2. połowie XVIII w.; dla ówczesnego etapu rozwoju geologii charakterystyczny był spór między tzw. neptunistami (m.in. A.G. Werner, pierwszy na świecie wykładowca geologii), twierdzącymi, że wszystkie skały tworzyły się w środowisku wodnym, a plutonistami (J. Hutton, L. von Buch, A. von Humboldt), tj. zwolennikami poglądu o powstawaniu skał w wyniku procesów magmatyzmu. Na przełomie XVIII i XIX w. podstawy współczesnej stratygrafii i paleontologii stworzył W. Smith, stwierdzając, że określone warstwy skalne zawierają charakterystyczne dla siebie skamieniałości. Kluczowe znaczenie dla rozwoju geologii miała zasada aktualizmu geologicznego, sformułowana przez J. Huttona, rozwinięta i uzasadniona 1830 przez Ch. Lyella. W 2. połowie XIX w. przeprowadzono pierwsze uniwersalne podziały stratygraficzne (m.in. A. Sedgwick, R. Murchison); sformułowano pierwsze teorie geotektoniczne, wprowadzono ważne pojęcia geosynkliny, izostazji, orogenezy. Odkrycie płaszczowin (M. Bertrand, M. Lugeon) stało się podstawą nowoczesnej tektoniki obszarów fałdowych. W początkach XX w. sformułowano pierwszą teorię naukową zakładającą istnienie dryfu kontynentów (A. Wegener, 1912).
Osiągnięciem przełomowym dla geologii XX w. było sformułowanie w połowie lat 60. teorii tektoniki płyt (m.in. H.H. Hess, J.T. Wilson, X. Le Pichon), zakładającej, że głównym czynnikiem tektonicznej ewolucji Ziemi jest poziomy ruch płyt litosfery. Teoria ta, obecnie powszechnie przyjęta, umożliwiła wyjaśnienie większości współczesnych i dawnych procesów tektonicznych. Duże znaczenie dla nowoczesnej geologii miało również odkrycie izotopowych metod określania wieku skał (tzw. wiek bezwzględny), zastosowanie teledetekcji (lotniczej i satelitarnej), nowych metod geofizyki poszukiwawczej i techniki wiertniczej, a także wykorzystanie badań paleomagnetyzmu do rekonstrukcji dawnych ruchów skorupy ziemskiej. Rozwój astronautyki umożliwił objęcie badaniami geologicznymi niektórych planet i ich satelitów.
Geologia w Polsce. Autorem pierwszego polskiego podręcznika z zakresu geologii (Rzeczy kopalnych ... szukanie, poznanie i zażycie 1781–82) był K. Kluk; do rozwoju geologii przyczynił się zwłaszcza S. Staszic, autor pierwszego syntetycznego ujęcia budowy geologicznej Polski i krajów ościennych (O ziemiorództwie Karpatów... 1815), założyciel pierwszej polskiej uczelni geologicznej i górniczej (Szkoła Akademiczno-Górnicza w Kielcach); duże znaczenie miały również prace G. Puscha i L. Zejsznera; w czasie rozbiorów wielu geologów pracowało za granicą (m.in. I. Domeyko, A. Czekanowski, J. Czerski). Najpomyślniej geologia rozwijała się wówczas w Galicji, gdzie działali m.in. A. Alth, J. Grzybowski, W. Szajnocha, R. Zuber. Cennym dziełem wielu autorów był Atlas geologiczny Galicji (1885–1914). Po odzyskaniu niepodległości nauki geologiczne rozwijały się w szkołach wyższych i w Państwowym Instytucie Geologicznym (utworzonym 1919); znaczną rolę odgrywały też Polskie Towarzystwo Geologiczne i Towarzystwo Muzeum Ziemi. W okresie międzywoj. badania geologiczne prowadzono głównie w południowej części kraju: w Karpatach fliszowych (m.in. H. Teisseyre, H. Świdziński, M. Książkiewicz), Tatrach i Pieninach (M. Limanowski, W. Goetel, L. Horwitz, F. Rabowski), na Górnym Śląsku (m.in. S. Doktorowicz-Hrebnicki); duże znaczenie dla rozwoju nowoczesnej geologii polskiej miały prowadzone w Górach Świętokrzyskich prace J. Czarnockiego i J. Samsonowicza; budowę geologiczną Niżu Polskiego badali m.in. S. Lencewicz i J. Lewiński.
Wielkimi osiągnięciami powojennej geologii polskiej były odkrycia wielu złóż kopalin o dużym znaczeniu gospodarczym: miedzi i srebra w rejonie Lubina i Legnicy, siarki w okolicach Tarnobrzega, węgla brunatnego (m.in. w Bełchatowie). Po przemianach ustrojowych 1989 dokonano reorganizacji służby geologicznej. Zadaniem Państwowej Służby Geologicznej, w której skład wchodzą obecnie: Państwowa Rada Geologiczna, Główny Geolog Kraju oraz Państwowy Instytut Geologiczny, jest planowanie, wykonywanie i kontrolowanie prac geologicznych na terenie kraju. Badania geologiczne są prowadzone także w szkołach wyższych oraz placówkach naukowych PAN. Ważną rolę w popularyzacji geologii odgrywa Polskie Towarzystwo Geologiczne i Muzeum Ziemi PAN.
