La pétrologie est la science qui étudie la formation et la classification des roches. Les roches constituent la lithosphère, une couche rocheuse qui englobe la croûte terrestre et la partie supérieure du manteau. Selon leur origine, les roches sont classées en roches ignées, sédimentaires et métamorphiques. Les roches ignées se forment par cristallisation ou solidification du magma à l'intérieur de la Terre ou de la lave à sa surface. Les roches sédimentaires se forment à la surface de la Terre par sédimentation de matériaux issus de l'érosion de roches préexistantes par l'eau, le vent ou la glace, par sédimentation de résidus d'organismes ou par sédimentation chimique à partir de solutions sursaturées. Les roches métamorphiques se forment par transformation de roches préexistantes, qu'elles soient ignées, sédimentaires ou même métamorphiques plus anciennes. Au cours de cette transformation, la recristallisation des minéraux se produit à l'état solide sous l'influence de la température, de la pression et des fluides. Les roches ignées constituent environ 95 % de la lithosphère, tandis que les deux autres types de roches n'en représentent que 5 %.
Les roches sont des agrégats d'un ou plusieurs minéraux. Un minéral est un solide naturel formé par des processus géologiques, possédant une composition chimique et une structure cristalline spécifiques, et stable dans certaines conditions de température et de pression. Les minéraux sont composés d'atomes interconnectés par différents types de liaisons chimiques qui se répètent régulièrement dans l'espace, formant un réseau cristallin. Les minéraux peuvent se présenter sous forme de cristaux – solides géométriques homogènes et réguliers, présentant un certain degré de symétrie, reflet de leur composition interne régulière – mais ils se rencontrent encore plus fréquemment dans la nature sous forme d'agrégats divers. Tous les minéraux connus sont classés selon leur composition chimique et leurs caractéristiques structurales (I - éléments natifs, II - sulfures, III - sulfosels, IV - oxydes et hydroxydes, V - halogénures, VI - carbonates, VII - nitrates, VIII - borates, IX - phosphates, arséniates et vanadates, X - sulfates, XI - tungstates et molybdates, XII - silicates et XIII - composés organiques), définies par un anion ou un groupe d'anions dominant. Les minéraux possédant le même anion ou groupe d'anions dominant présentent de nombreuses similitudes et se rencontrent souvent dans des environnements géologiques similaires. L'étude scientifique de la composition chimique, de la structure cristalline et des propriétés physiques des minéraux, ainsi que l'étude de leur formation, de leur classification, de leur distribution et de leurs utilisations, est appelée minéralogie.
