पृथ्वीच्या सर्व भागांची माहिती मिळविणे हा भूविज्ञानाचा हेतू असला,तरी शास्त्रज्ञांना पृथ्वीचा घन झालेला काही दश किलोमीटर जाडीच्या खडकांच्या उथळ पृष्ठीय कवचीय भूभागाचे परीक्षण करणे फक्त शक्य झाले आहे. तथापि पृथ्वीच्या खोल भागात होणाऱ्या काही प्रक्रियांचे दृश्य परिणाम या कवचाच्या खडकांवर व भूपृष्ठ स्वरूपांवर झालेले आढळतात व त्यावरून संपूर्ण पृथ्वीच्या अंतरंगाचा आणि होऊ शकणाऱ्या परिणामांचा अनुमानांच्या आधारे अप्रत्यक्ष अभ्यासही यात केला जातो.
वातावरण, जलावरण, जीवावरण आणि पृथ्वीच्या कवचातील खडक, तसेच अंतरंगातील विविध घटक यांमधील परस्परसंबंधात होणारे सर्वंकष बदल या पृथ्वीच्या भौतिक अभ्यासाबरोबरच पृथ्वीच्या कवचाचे परीक्षण व अन्वेषण (संशोधन) करून अतिप्राचीन काळापासून तो मानवी इतिहासकालाच्या सुरूवातीपर्यंतच्या कवचाचा इतिहास जुळविणे, हे भूविज्ञानाचे मुख्य कार्य आहे. भूविज्ञान विषयाचे स्वरूप अतिशय जटिल आणि व्यापक असून, वास्तवशास्त्र (Reality), भौतिकशास्त्र (Physics), रसायनशास्त्र (Chemistry), जीवशास्त्र (Biology) व गणित (Mathematics) या मूलभूत विज्ञानांच्या ज्ञानाच्या आधारावरच, भूविज्ञानाची उभारणी झाली आहे.
भूविज्ञान हे आधुनिक विज्ञान असून वातावरणातील शेवटच्या मर्यादेपासून ते पृथ्वीग्रहाच्या केंद्रस्थानापर्यंत, प्रत्यक्ष वा अप्रत्यक्ष, विविध प्रयोग, निरीक्षणे, ऐतिहासिक तसेच तार्किक दाखले, पृथ्वी संलग्नित संशोधन इत्यादींद्वारे मिळणारे पुरावे आणि अनुमान यांवरून ते अभ्यासले जातात. यांमध्ये मुख्यत्वेकरून आपल्या भोवती असलेल्या निसर्गाला आणि निसर्गचक्राला समजून घेणे,मानवी विकासामध्ये महत्त्वाचे घटक असलेल्या विविध नैसर्गिक आपत्ती ( चक्रीवादळ, भूकंप व ज्वालामुखी) आणि विविध नैसर्गिक संसाधनांचा (पाणी, खनिजे, ऊर्जा इ.) शोध यांचा समावेश होतो.
आकाश आणि अवकाश विज्ञानाच्या अतिशय वेगाने झालेल्या, आधुनिक तांत्रिक प्रगतीमुळे, नवीन माहिती, तसेच महत्त्वाच्या नवीन प्रणालींच्या, विविध उपग्रहांद्वारे, दळणवळण आणि संपर्कयंत्रणांच्या अत्याधुनिकतेमुळे संपर्कात नसलेल्या आणि मानवास अगम्य असलेल्या भागांच्याही मिळणाऱ्या माहितीमुळे, पृथ्वीविज्ञानातील काही न सुटलेली कोडी सुटण्यास मदत होत आहे.
या शास्त्राच्या अभ्यासात पृथ्वीचा अवाढव्यपणा, अतिविशाल कालखंड (अब्जावधी वर्षे) आणि त्यात झालेले आणि होत असलेले कालातीत बदल (प्राकृतिक, आंतरिक-विनाशकारी, जीवसृष्टीतील उलथापालथ इ.) आणि बहुतांशी अतिसंथ रित्या चालणाऱ्या भूपृष्ठाजवळच्या आणि भू-आंतरिक नैसर्गिक प्रक्रिया इ. चा सलग, परस्पर कालसंबंधासह एकत्रित आणि सखोल अभ्यास करता न येणे, हे महत्त्वाचे अडथडे आहेत.
