物理学在地质科学的许多方面都得到应用。地球物理学也和地球化学一样，是一门边缘学科。它是物理学和地质学之间的一门学科，运用物理学和地质学的原理和方法。地球物理学主要是研究地磁、重力、地球的电学性质以及其它一些物理特性。专门研究地震的地震学家，也是依赖于地球物理的原理和方法。把物理学上的和工程上的技术运用于地球物理和地质研究上，是地球物理学的一个重要内容。一些适用的地球物理仪器可以装置在一个地方来测定地磁、重力、放射性以及与地震有关系的岩石变形。在这方面的观测资料对于发现有价值的矿床，常常能提供一些线索。
为了更多地了解史前时期动植物的特点，地球科学家对生物学也发生了兴趣。通过把过去的动植物化石与现在活着的类似的生物进行对比，通常能使科学家复原古代动物群和植物群，并且对古代动植物生存的环境做出有根据的猜测。为了认识那些对地球表面进行着侵蚀并塑造着地形的地质过程，还可以运用地理学的概念。虽然地质学在很大程度上是源自其它学科，并且与其它学科在许多方面相重叠，但是地质学有自己的独特的特点而不同于其它基础学科。地质学最突出的特点可能就是地质时代的概念，因为如果用今天的地质现象来解释过去地质历史时期的事件，一个必须考虑的前提条件就是时间因素，必须要用地质历史这样的时间尺度来考虑各种地质现象所产生的后果。
地质学包括的领域非常广阔，因此地质学现在又被分成两大分支。物理地质学是研究地球的组成、结构、发生于地壳之上和地壳内的运动，以及研究使地球表面发生变化的地质过程。物理地质学一方面作为地质学的分支，另一方面又包括非常广泛的内容。由于地质学家们对地球的物理特性已了解的较多，所以在物理地质学中又分出了一些专门的领域。例如，矿物学家着眼于矿物——构成地壳的基本单位，包括由单一化学元素以及由化合物形成的矿物。岩石学家则从事研究岩石，岩石则是由大量的矿物组成的。地貌学家研究地球表面的形态，探讨各种地形的产生和发展。构造地质学家研究固体地球中的各种类型的岩石的变形。地震学家的兴趣是地震，通过对地震的震动进行解释，得出了有关地球内部性质的结论。火山学家监测火山的活动，测量喷出的熔岩的温度，分析火山喷发的气体的成分。冰川学家关心的是冰川——冰川的形成、推进、冰蚀作用、冰川的退缩以及退缩的冰川留下的沉积物。地球化学和地球物理学也是专门的领域。地球化学家和地球物理学家用化学的和物理学的基本原理来研究地球。