زمین‌شناسی به شاخه‌های زیر تقسیم می‌شود:
- سنگ‌شناسی: که به مطالعهٔ سنگ‌ها و منشأ آنها می‌پردازد
- چینه‌شناسی: مطالعهٔ تاریخ کره زمین
- دیرین‌شناسی: مطالعهٔ زندگی گذشته
- کانی‌شناسی: مطالعهٔ کانی‌ها و منشأ آنها
- زمین‌شناسی فیزیکی: که فرایندهای بیرونی و درونیِ زمین و اثرات آنها در ایجاد شکل‌ها و ساختمان‌های زمین را مطالعه می‌کند
- زمین‌شناسی اقتصادی: که منابع معدنی زمین را مورد مطالعه و بررسی قرار می‌دهد
- زمین‌شناسی ژئوفیزیکی: مطالعهٔ زمین‌لرزه‌ها و منشأ و چگونگی پیدایش و رفتار آنها
- زمین‌شناسی زیست‌محیطی و زمین‌پزشکی: مطالعهٔ محیط‌زیست و تأثیرات انواع آلودگی زمین‌زاد و انسان‌زاد بر آن. این شاخه‌ها خود نیز به زیرشاخه‌هایی تقسیم می‌شود
- زمین‌شناسی نفت: به بررسی تولید و چگونگی تشکیل هیدرات‌های کربن (نفت و گاز) می‌پردازد و همچنین نحوهٔ بهینه و اقتصادی استخراج آنها از اعماق لایه‌های زمین با استفاده از دستگاه‌های حفاری.
