Η μελέτη της προέλευσης, του σχήματος και της σύνθεσης των υλών που αποτελούν το φλοιό της Γης αποτελούν το αντικείμενο της εργασίας του. Ο γεωλόγος ερευνά, μελετά και αναλύει με επιστημονικές μεθόδους το έδαφος για την αξιοποίηση πηγών ενέργειας και πρώτων υλών, ή για να διερευνήσει τη καταλληλότητα του προκειμένου να γίνουν κατασκευαστικά έργα και να επιλυθούν διάφορα ζητήματα που σχετίζονται με την ανάπτυξη της υποδομής των σύγχρονων πόλεων. Ανάλογα με την ειδίκευσή του είναι σε θέση να πραγματοποιεί γεωλογικές, υδρογεωλογικές, κοιτασματολογικές, γεωφυσικές, γεωχημικές, ορυκτολογικές, τεκτονικές, τεχνικο-γεωλογικές και περιβαλλοντικές έρευνες και να παρουσιάζει τα αποτελέσματά τους συντάσσοντας αναφορές και τεχνικές μελέτες. Ειδικότερα, μελετά και αναλύει ορυκτά, απολιθώματα, πολύτιμους λίθους και άλλα υλικά, πραγματοποιεί έρευνες για τον εντοπισμό κοιτασμάτων πετρελαίου, άνθρακα, μεταλλευμάτων, αερίων, ραδιενεργών πρώτων υλών, γεωθερμικών πεδίων, αλλά και φλεβών υπογείων υδάτων κατάλληλων για εκμετάλλευση. Στα πλαίσια των μελετών αυτών πραγματοποιεί χαρτογραφήσεις, δειγματοληψίες πετρωμάτων, εργαστηριακές δοκιμές, παρακολούθηση γεωτρήσεων και ελέγχους της στάθμης των υπόγειων νερών. Κατά την εργασία του χρησιμοποιεί ειδικά όργανα και εργαλεία, όπως σεισμογράφους, διαθλαστικά μηχανήματα, γεωλογική πυξίδα, σφυρί, υψομετρικό βαρόμετρο, φωτογραφική μηχανή, κιάλια και άλλα μέσα. Στο εργαστήριο χρησιμοποιεί μικροσκόπιο, ηλεκτρονικό υπολογιστή και διάφορες συσκευές για τον προσδιορισμό των μηχανικών ιδιοτήτων των πετρωμάτων.