Studi geologi adalah suatu studi yang sangat kompleks dan sangat bervariasi. Namun demikian sangat menarik dan menyenangkan bagi para ahli geologi. Setiap persoalan yang timbul di alam dapat diselesaikan atau diterangkan dari berbagai aspek pendekatan, yaitu dari aspek mana persoalan tersebut ditinjau. Berhubung dengan itu maka para ahli geologi perlu dibekali dengan berbagai ilmu pengetahuan dasar yang kuat terutama ilmu kimia, ilmu fisika, ilmu matematika, pengetahuan teknik, metoda-metoda baru, analisis data dan teori-teori yang diperlukan.
Dengan bantuan ilmu pengetahuan dasar dan ilmu teknik tersebut seorang ahli geologi harus dapat memikirkan dan menganalisa sesuatu persoalan yang terjadi di alam yang selanjutnya harus dapat merumuskan hasil pemikirannya dalam suatu bentuk interpretasi yang cukup beralasan dan logis. Sebagai contoh, terjadi ledakan (letusan) gunung berapi yang dahsyat. Hal ini disebabkan adanya proses kimiawi tertentu dari magma dan adanya perubahan fisika dari kerak bumi sehingga menimbulkan tekanan dan gaya yang dahsyat di suatu tempat. Peristiwa ini dapat diselidiki dengan mempergunakan serangkaian ilmu-ilmu kimia, fisika dan matematika, yang selanjutnya dengan mempergunakan metoda dan teknik tertentu seorang ahli geologi dapat memperkirakan atau meramalkan tentang terjadinya ledakan gunung api tersebut. Dan berdasarkan statistik dari hasil-hasil analisa dan interpretasi tadi, seorang ahli geologi (ahli volcanologi) selanjutnya akan dapat meramalkan, kapan, dan dalam kondisi apa suatu gunung berapi akan meletus. Dan bahkan dengan pertolongan ilmu matematika dapat diperhitungkan kedahsyatan dari suatu ledakan yang akan dating, dan dapat diramalkan besar kecilnya bahaya yang mungkin timbul.
Masih banyak contoh-contoh lain yang sangat penting dalam mengaplikasikan ilmu dasar tadi di dalam imu geologi seperti : pencaria jebakan mineral, penambangan suatu bahan galian, mencari dan memproduksi minyak dan gas bumi, pembuatan terowongan, pembuatan bendungan besar, pemilihan tempat jalan, jembatan, pemilihan tempat industri besar bahkan pembuatan masterplan perkotaan, dan lain sebagainya. Dari contoh ini nampak aplikasi ilmu pengetahuan geologi dengan pembekalan ilmu pengetahuan dasar yang mendalam akan sangat luas dan mempunyai lapangan penyelidikan yang tidak terbatas.
Dalam penjurusan observasi ilmu geologi sesuai dengan aplikasi dan objek penyelidikannya dikenal beberapa dari ilmu geologi, yaitu :
- Geologi Fisik (physical geology) yang juga disebut geologi dinamik (dynamical geology) terarah dan terkonsentrasi pada penyelidikan proses fisika (physical process) yaitu gerakan dan gaya yang berlangsung di atas dan di bawah bumi, dan proses pembentukan batuan pembentuk kulit bumi termasuk komposisi, struktur dan gaya yang membentuk paparan atau landscape, gunung-gunung dan pegunungan seperti yang kita lihat sekarang.
- Mineralogy (mineralogy) ialah ilmu geologi yang mempelajari tentang mineral, yang dipelajari terutama tentang fisiknya, komposisi kimianya, bentuk dan sifat hablur, perubahan-perubahannya dan cara terjadinya (genesa).
- Petrologi (petrology) ialah ilmu geologi yang mempelajari tentang batuan. Pembelajaran ditekankan kepada komposisi (kimiawi dan komposisi mineralogy), sifat batuan (fisika dan sifat kimia), proses terjadinya batuan, asal usulnya dan sejarah pembentukannya.
- Geodesi (geodesy) ialah ilmu geologi yang mempelajari relief muka bumi (topografi) dengan cara mengadakan pengukuran-pengukuran sehingga dapat diketahui bentuk dan ukuran bumi ataupun bahagian kulit bumi. Dengan teknik-teknik modern pelaksanaan pekerjaan ini telah dilakukan dengan pemotretan dari udara (hasil pemotretan disebut fotoudara) dan bahkan sekarang dengan perantaraan satelit yang hasilnya disebut SLAR.
- Geologi Struktur (structural geology) ialah ilmu geologi yang mempelajari struktur batuan (makro maupun mikro yang terlihat dipermukaan bumi) dalam hubungan dengan gaya yang membentuknya. Dari pemelajaran ini diberikan interpretasi tentang keadaan ataupun perkembangan struktur tersebut kebagian dalam dari kulit bumi, proses pembentukan struktur tersebut termasuk arah dan besar gaya yang menyebabkannya. Pemelajaran yang lebih mendalam saat ini dilakukan atas bantuan data-data geofisika antara lain data seismic, data gravity dan data magnetic. Hal ini disebabkan data geofisika dapat merekam lebih dalam dan menghasilkan keadaan struktur yang lebih jauh di dalam kulit bumi.
- Geomorfologi (geomorphology = the study of land forms) merupakan cabang ilmu geologi yang mempelajari bentuk daratan muka bumi. Pemelajaran ini sangat erat hubungannya dengan perbatuan (petrology), struktur (structural-geology) dan iklim suatu daerah (climatology). Sehubungan dengan itu hasil observasi dan interpretasi sangat dikaitkan dengan sifat-sifat yang dapat direfleksikan oleh perbuatan ataupun struktur dalam hubungannya dengan pelapukan dan erosi.
- Geologi Sejarah (historical geology) merupakan cabang geologi yang mempelajari sejarah kejadian-kejadian di bumi. Pemelajaran terutama didasarkan kepada catatan/pertanda yang pernah terjadi merupakan data alami. Pengetahuan ini sangat erat dengan ilmu Paleontologi, meliputi sejarah sedimentasi dan sejarah tektonik.
- Paleontologi (paleontology) ialah cabang ilmu geologi yang mempelajari peninggalan/sisa penghidupan masa lampau baik yang berasal dari hewan ataupun tumbuhan yang terdapat di dalam batuan, dan bukti perkembangan yang berangsur dari penghidupan sepanjang era atau kurun waktu geologi (eras of geology time).
- Geologi Ekonomi (economic geology) terutama mempelajari cara terjadinya dan asal usul serta penyebaran segala sesuatu material yang berguna bagi manusia. Sebagai contoh; pemelajaran tentang endapan mineral logam, batubara, minya dsb. Ilmu pengetahuan ini sangat erat hubungannya dengan geologi tambang.
- Geologi Tambang (mining geology) terutama mempelajari aspek geologi yang berhubungan erat denga cara penambangan suatu mineral. Dalam hal ini pemelajaran ditekankan kepada aspek penyebaran mineral tersebut, perbatuan, struktur dan topografi.
- Geologi Minyak (petroleum geology) merupakan bahagian ilmu geologi yang pemelajarannya terkonsentrasi kepada minyak dan gas bumi terutama tentang ; asal-usulnya, cara terjadinya, cara penyebarannya, cara menemukannya dan cara memproduksinya secara ekonomis.
- Stratigrafi (stratigraphy) merupakan cabang dari ilmu geologi yang mempelajari tentang urut-urutan perlapisan batuan dan proses-proses sepanjang sejarah pembentukan perlapisan batuan tersebut.
Termasuk didalamnya adalah :
- Geokhronologi, ilmu yang mempelajari/berhubungan dengan penentuan umur batuan dan skala waktu geologi.
- Paleogeografi, ilmu yang mempelajari tentang geografi atau lingkungan pembentukan batuan tersebut pada umur geologi sebelumnya.
