地球科学是一门既古老而又年轻的科学。说其古老，是因为有关地球科学知识的萌芽与积累从人类诞生的那天起就已开始；说其年轻，是因为地球科学的主要学科的真正创立只是最近几个世纪的事情。并且，迄今为止，地球科学虽已发展成为一个完善的科学体系，但其中仍存在许多重大基础理论问题未获得解决。
地球科学的研究对象为：岩石圈（软流层以上的固体部分）、大气圈（环绕地球周围的气体）、水圈（地球表面的水体）、生物圈（生物的起源与演化、生物与生存的地球环境之间的关系）以及各层圈之间的相互关系，还在研究地球的起源、太阳系的起源等。地球科学目前主要包括地质学、地理学、地球物理学、地球化学、大气科学、遥感科学、海洋科学和空间物理学以及新的交叉学科等分支学科。
地质学，与数学，物理，化学，生物并列的自然科学五大基础学科之一，其产生源于人类社会对石油、煤炭、金属、非金属等矿产资源的需求。地质学研究的主要对象是固体地球，当前主要研究固体地球的表层——地壳或岩石圈，研究内容主要包括固体地球（重点是地壳或岩石圈）的物质组成、内部构造和形成演化历史。按其研究内容和任务的不同，地质的主要分支学科可简单举例如下：在地球的物质组成方面有结晶学、矿物学、岩石学等；在地球的内部构造方面有构造地质学、构造物理学、区域构造学、地球动力学等；在在球的形成演化方面有古生物学、地层学、地史学、古地理学、地貌及第四纪地质学等；在地质学的应用方面有研究地下资源方面的分科，如矿床学、石油地质学、煤田地质学、水文地质学等，以及研究地质与人类生活环境及灾害防护方面的分科，如工程地质学、环境地质学、地震地质学等。
石油地质学是研究石油和天然气在地壳中生成、运移和聚集规律的学科，与沉积学、构造地质学、有机地球化学、矿床地质学和岩相古地理学密切相关。石油是流体，与固体矿产相比，有其独特的生成和聚集规律。石油聚集的地方并不是生成的地方，石油在生成后，必须通过运移才能聚集在有利的圈闭中，而聚集的地方不一定是石油生成的地方。
石油地质学是随着人类的油气勘探活动而诞生的一门应用科学，它既是人类对于勘探中对油气形成与分布规律认识的总结，又是指导人类油气勘探活动的理论武器。中国的石油、天然气发现和开采历史较早。早在公元前221～前210年，四川邛崃地区就出现了用顿钻钻成的天然气井。18世纪中期，人们曾经在油气苗位置上或其附近凿井取油，并发现在一些背斜脊部有油渗出。背斜理论是加拿大地质学家T·S·亨特于1861年提出的。背斜理论一直为地质学家所遵循，指导着勘探的决策。特别是1920年地震反射法成功地应用于地下构造的制图，更加强了应用背斜理论寻找石油的信心。
在美国和日本等国，石油地质学的内涵更广，除油气从生成到聚集成为矿藏的地质学基本原理外，还包括油气田地质学、调查和勘探油气的各种原理和方法、油气田开发的工艺技术等内容。
随着社会生产力的发展，人类活动对地球的影响越来越大，地质环境对人类的制约作用也越来越明显。如何合理有效的利用地球资源、维护人类生存的环境，已成为当今世界所共同关注的问题。因此，地质学研究领域进一步拓展到人地相互作用。