Die Wissenschaft, die sich mit der Entstehung und Klassifizierung von Gesteinen befasst, heißt Petrologie. Gesteine bilden die Lithosphäre, eine Gesteinsschicht, die die Erdkruste und den oberen Teil des Erdmantels umfasst. Hinsichtlich ihrer Entstehung werden Gesteine in magmatische, sedimentäre und metamorphe Gesteine unterteilt. Magmatische Gesteine entstehen durch Kristallisation oder Verfestigung von Magma im Erdinneren oder von Lava an der Erdoberfläche. Sedimentäre Gesteine bilden sich an der Erdoberfläche durch Ablagerung von Material, das durch die Erosion bereits existierender Gesteine durch Wasser, Wind oder Eis entstanden ist, oder durch Sedimentation von Organismenresten oder durch chemische Sedimentation aus übersättigten Lösungen. Metamorphe Gesteine entstehen durch die Umwandlung bereits existierender Gesteine, seien es magmatische, sedimentäre oder auch ältere metamorphe Gesteine. Dabei findet die Rekristallisation von Mineralien im festen Zustand unter dem Einfluss von Temperatur, Druck und Fluiden statt. Magmatische Gesteine machen etwa 95 % der Lithosphäre aus, während die beiden anderen Gesteinsarten nur 5 % der Lithosphäre ausmachen. Gesteine sind Aggregate aus einem oder mehreren Mineralien.
Ein Mineral ist ein natürlicher Feststoff, der durch geologische Prozesse entsteht und eine spezifische chemische Zusammensetzung sowie Kristallstruktur aufweist. Es ist unter bestimmten Temperatur- und Druckbedingungen stabil. Mineralien bestehen aus Atomen, die durch verschiedene Arten chemischer Bindungen miteinander verbunden sind und sich regelmäßig im Raum wiederholen, wodurch ein Kristallgitter entsteht. Mineralien können als Kristalle vorkommen – als homogene, regelmäßige geometrische Festkörper mit einer gewissen Symmetrie, die ihre regelmäßige innere Zusammensetzung widerspiegelt. In der Natur treten sie jedoch noch häufiger in Form verschiedener Aggregate auf. Alle bekannten Minerale werden anhand ihrer chemischen Zusammensetzung und Strukturmerkmale in Klassen eingeteilt (I – gediegene Elemente, II – Sulfide, III – Sulfosalze, IV – Oxide und Hydroxide, V – Halogenide, VI – Carbonate, VII – Nitrate, VIII – Borate, IX – Phosphate, Arsenate und Vanadate, X – Sulfate, XI – Wolframate und Molybdate, XII – Silikate und XIII – organische Verbindungen). Diese Klassen werden durch ein dominantes Anion oder eine Anionengruppe definiert. Minerale mit demselben dominanten Anion oder derselben Anionengruppe weisen viele Ähnlichkeiten auf und kommen häufig in ähnlichen geologischen Umgebungen vor. Die wissenschaftliche Untersuchung der chemischen Zusammensetzung, der Kristallstruktur und der physikalischen Eigenschaften von Mineralen sowie die Erforschung ihrer Entstehung, Klassifizierung, Verbreitung und Verwendung wird als Mineralogie bezeichnet.
