La scienza che studia la formazione e la classificazione delle rocce si chiama petrologia. Le rocce costituiscono la litosfera, uno strato roccioso che comprende la crosta terrestre e la parte superiore del mantello terrestre. In base alla loro origine, le rocce si classificano in ignee, sedimentarie e metamorfiche. Le rocce ignee si formano per cristallizzazione o solidificazione del magma all'interno della Terra o della lava sulla superficie terrestre. Le rocce sedimentarie si formano sulla superficie terrestre per sedimentazione di materiale derivante dall'usura di rocce preesistenti per azione di acqua, vento o ghiaccio, o per sedimentazione di residui di organismi, o per sedimentazione chimica da soluzioni sovrasature. Le rocce metamorfiche si formano per trasformazione di rocce preesistenti, siano esse ignee, sedimentarie o metamorfiche più antiche, durante la quale avviene la ricristallizzazione dei minerali allo stato solido a causa dell'influenza di temperatura, pressione e fluidi. Le rocce ignee costituiscono circa il 95% della litosfera, mentre gli altri due tipi di roccia ne costituiscono solo il 5%. Le rocce sono aggregati di uno o più minerali, e un minerale è un solido naturale formatosi attraverso processi geologici, con una specifica composizione chimica e struttura cristallina, stabile in determinate condizioni di temperatura e pressione.
I minerali sono costituiti da atomi interconnessi da diversi tipi di legami chimici che si ripetono regolarmente nello spazio, formando un reticolo cristallino. I minerali possono presentarsi come cristalli, ovvero come solidi geometrici omogenei e regolari con un certo grado di simmetria, che riflette la loro regolare composizione interna, ma si presentano ancora più spesso in natura come aggregati diversi. Tutti i minerali conosciuti sono suddivisi in classi in base alla loro composizione chimica e alle caratteristiche strutturali (I - elementi nativi, II - solfuri, III - solfosali, IV - ossidi e idrossidi, V - alogenuri, VI - carbonati, VII - nitrati, VIII - borati, IX - fosfati, arseniati e vanadati, X - solfati, XI - tungstati e molibdati, XII - silicati e XIII - composti organici) che sono definiti da un anione dominante o da un gruppo anionico. I minerali che hanno lo stesso anione dominante o gruppo anionico presentano molte somiglianze e spesso si trovano insieme in ambienti geologici simili. Lo studio scientifico della composizione chimica, della struttura cristallina e delle proprietà fisiche dei minerali, nonché lo studio della formazione dei minerali e della loro classificazione, distribuzione e utilizzo, è chiamato mineralogia.
