很早以前，地質學的知識比較零星分散。關於這方面的知識，如從地中開采金屬、黏土、煤和鹽的壹些知識，早已為礦工和有關的人們所知曉，而自然哲學家們則大都脫離這些實踐，獨立形成自己的思辨性的地質理論。
地質學在18世紀開始成為壹門獨立的科學，並在19世紀早期達到成熟階段。
1790年至1830年這壹段時期被稱為“地質學的英雄時代”。在這個時期，在考察巖層順序以及巖層所含礦物和化石上，人們做了大量工作。工作方法的壹大進步表現在用根據化石內容來進行巖層分類。
在古代人類在利用石器，制造陶器，開發銅、鐵、鉛、錫等金屬礦產時，已經開始初步使用地球物質；在興修農田水利時，已經在了解土壤性質，在觀察火山、地震等自然現象時，已經在探索地殼變動的原因，所以，地質學的經驗和知識是在長期的實踐中積累起來的。在古希臘，羅馬和我國春秋戰國時代以至西漢，對於地質作用及地殼中的物質的科學記載和解釋已有萌芽。希臘哲學家希羅多德（公元前五世紀）和亞裏斯多德（ 公元前四世紀） 等已註意到了地震、火山以及海陸變遷的現象。大約在戰國時期成書的我國古籍《山海經》、《禹貢》和《管子》等對於礦物、巖石和土壤以及鐵、銅、金、銀等礦產都有較為豐富的記載。《管子》壹書並已註意到了礦產的***生關系。我國漢代已經開始用煤炭煉鐵，發現了陜北的油苗，提出了地圓學說等；公元四世紀，我國已有滄海變桑田的海陸變遷思想。歐洲的中世紀（五世紀到十五世紀） 地質學的思想沒有得到發展，但是波斯學者阿維森納(Avicenna,980-1037)卻對礦物的形式和分類、山脈的隆起和侵蝕、沈積作用等發表了較為正確的見解。他大致與我國宋代的沈括（1031-1095） 同時，沈括於1086-1093年間提出了華北平原的沈積和西北黃土地區侵蝕切割的關系，論述了化石的成因和太行山的升高等地質現象，並根據化石推斷了古氣候，發現了磁偏角，考察了陜北的石油等。歐洲文藝復興時期，隨著工業的發展和對礦產資源的需求，礦物學和巖石學的知識有了發展。意大利的達芬（Leonardo da Vinci,1452-1519)對化石作了正確的解釋，認為它們是被沈積物掩埋的生物殘骸。薩克遜人阿格裏柯拉（George Agriccla,1494-1555)對礦物學和金屬礦脈做了大量研究，他根據礦物外部特征，如晶形劈開、硬度、重量、顏色、光澤等的描述，為礦物學樹立了典範。他的名著《金屬礦》被認為是總結了當時地質學、礦物學和采礦學及冶金學的巨著。他被譽為“ 冶金學之父”。但是，直到十七世紀中葉，歐洲的地質學思想仍在宗教的嚴重束縛之下。當時，教會主張天地是在公元前4004 年由上帝創造的，而諾亞洪水（即所謂的全世界洪水泛濫）則發生在公元前2349 年，現存的地表形態都是洪水災變所形成的。這種思想鉗制地質學的發展達壹百多年（十七世紀中葉到十八世紀末）。在此期間，地質學和其他科學壹樣，在同宗教思想的鬥爭中逐步得到發展，丹麥學者斯臺諾Nicolans Steno,1638-1687),意大利學者瓦利斯內裏(Antonio Vallisneri,1661-1730） 對於層狀巖石和褶皺構造進行了研究，認為巖層是壹層壹層沈積的，斯臺諾提出了著名的“ 疊覆律”，即新巖層沈積在老巖層之後，位於下面的巖層比位於上面的巖層沈積時間為早，他還提出了晶體的“ 面角恒定律”。這兩個定律是地層學和礦物學研究的基礎。1760 年意大利學者阿爾杜伊（G.Ovanrii1713-1790） 根據巖石的結晶和固結程度，將地層劃分為第壹系、第二系和第三系，德、俄等國的學者也采用了相同的術語。後來德國地質學家魏爾納(Abraham G. Werner,1749-1817)將位於第壹系之上的含化石的地層命名為過渡層。魏爾納是水成論者，認為地殼中所有的巖石，包括玄武巖和花崗巖都是在原始海洋中沈澱和結晶而成的，火山是煤層的燃燒，魏爾納對地質學的貢獻是第壹次對礦物和巖石進行了分類，創造了鑒定方法等1785年（乾隆五十年）蘇格蘭學者郝屯（James Hutton,1726-1797） 發表《地球的學說》，提出了火成論，認為玄武巖和花崗巖不是水成的，是由地球內部火成巖漿冷凝而成，片巖、片麻巖等則是受地球內部熱力影響而變質的水成巖。他指出了火成巖巖脈穿插水成地層以及水成地層被火成巖接觸時烤焦的現象。郝屯還認為沈積物是大陸巖石被風化和侵蝕的產物，它們被流水帶入海洋形成水成巖石，然後又上升到海平面以上，開始新的侵蝕0 沈積旋回；地形不是“洪水泛濫” 以後壹成不變，它們在地質作用下不斷地發生變化。地球的存在是極其長久的，既看不到它的開始，也看不到它的終結。地質作用的規律和強度，在地質歷史時期是壹樣的，“ 今天是過去的鑰匙”。他的這些觀點被稱為均變論。火成學派的觀點受到了水成學派的強烈反對1812年法國生物學家居維葉（Georges Cuvier,1769-1832)根據對巴黎盆地的第三紀地層古脊椎動物化石的研究，提出了災變論，他認為地層中所表現的古生物的突變現象是超自然的巨大災變的結果，而新的生物群在每次大災變之後又被創造出來。他的這種觀點受到當時的學者拉馬克（Larmarck J.B.1744-1829)的批判。拉馬克也在同壹地區研究無脊椎動物體系，認為環境對生物的發展起重要作用。二人對古生物學的貢獻，使得根據不同的化石特點對比和劃分不同時代的地層有了可能。英國地質學者史密斯(W.Smith1769-1839）也在這時根據地層中不同生物化石的特征對比了英國不同地區的地層，於1815年（嘉慶二十年） 編制出了第壹張《英國地圖》。 1830年，英國地質學家萊伊爾（Charles Lyell,1797-1875)發表《地質學原理》壹書，使得均變論得到了進壹步發展，成為地質學的壹條基本原理，壹直影響到現在。地質學從十九世紀五十年代已被介紹到我國，並且出版了壹些地質譯著圖書，但由於當時清政府沒有註意培養地質科學人材，所以我國的地質事業壹直沒有發展起來。我國地質科學事業真正開始是在辛亥革命之後，1912年設置地質機構，以推動地質工作的進展，接著相繼成立了地質調查所和研究所，在國內進行了大量的調查研究工作，取得了不少成果，並初步形成了自己的理論。但是，地質學的迅速發展則是在 1949年全國解放以後，在黨的領導下，成立了地質工作部門和研究機構，建立了地質院校成批地培養了地質科技人材，在全國普遍開展了地質調查和礦產普查勘探，不但積累了大量的資料，編制了各種比例尺的區域性和全國性的以及亞洲的地質圖件，而且在礦產資源勘探和研究方面取得了巨大的成就，保證了社會主義建設對礦產資源和地質資料的需要；在地質學的各個分支科學方面也都取得了很大的進展，出現了蓬勃發展的局面。