يسمى هذا العلم بـ «علم طبقات الأرض» وذلك كونه علم يدرس بينما يعود أصل كلمة جيولوجيا مشتقة من اللغة اليونانية القديمة، والمصطلح مكون من كلمتين حيث أن γῆ (جيو) تعني «أرض»، وλόγος (لوجيا) تعني «دراسة».
و جل الكلمة تعني دراسة الأرض.
يعود تاريخ دراسة المادة الفيزيائية للأرض إلى الحضارة اليونانية القديمة على الأقل وذلك عندما كتب ثيوفيرتاس -العالم والفيلسوف اليوناني- (287-372 قبل الميلاد) كتاب بيري ليثون (وتعني “على الحجارة”).
وخلال فترة الحضارة الرومانية، كتب بلينيوس الأكبر بشكل تفصيلي عن الاستخدامات العملية للعديد من المعادن والفلزات.
بعض علماء العصر الحديث مثل فيلدنغ اتش، وغاريسون يرون أن أصل علم الجيولوجيا يمكن أن يعود إلى بلاد فارس بعد انتهاء الفتوحات الإسلامية.
حيث كان أبو الريحان البيروني (973-1048م) من أوائل الجيولوجيين الفارسيين، وشملت أعماله أقدم الكتابات عن جيولوجيا الهند، وافترض أن شبه القارة الهندية كانت بحرًا في يوم من الأيام.
اقترح العالم الفارسي ابن سينا (981-1037م) تفسيرات مُفصلة لتشكل الجبال، وأصل الزلازل، ومواضيع أخرى أساسية في الجيولوجيا الحديثة، وقد شكلت هذه التفسيرات أساسًا ضروريّاً لتطوير علم الجيولوجيا في وقت لاحق.
في الصين، صاغ الباحث شين كو (1031-1095م) فرضية لعملية تكوين الأرض استناداً لملاحظاته على قواقع الحيوانات الأحفورية لطبقة جيولوجية في جبل يبعد مئات الأميال عن المحيط، واستنتج أن اليابسة الأرضية تشكلت من تآكل الجبال وترسب الطمي.
يرجع الفضل إلى نيكولاس ستينو (1638-1686) في قانون التراكب، ومبدأ الأفق الأصلي، ومبدأ الاستمرارية الجانبية: ثلاثة مبادئ محددة لطبقات الطبقات.
تم استخدام كلمة الجيولوجيا لأول مرة أوليسيه ألدروفاندي في عام 1603[33]، ثم بواسطة جان -اندريه ديلوك في عام 1778 وعرضها كمصطلح ثابت من قبل هوراس – بينيديكت دي سوسور في عام 1779.
الكلمة مشتقة من اليونانية وتعني “الأرض”، ولكن وفقا لمصدر آخر، فإن كلمة جيولوجيا تأتي من النرويجية.