La pétrologie (ou "science des roches") s'intéresse aux mécanismes (physiques, chimiques et biologiques) qui sont à l'origine de la formation et de la transformation des roches.
De par sa démarche phénomènologique, la pétrologie se démarque de la pétrographie, une discipline qui se préoccupe de décrire les roches (leur structures, leur textures, leur assemblages minéralogiques, etc), ainsi que les relations des roches étudiées avec leur environnement géologique.
Du fait de la nature des phénomènes impliqués, on peut parler, non pas d'une, mais de trois disciplines pétrologiques :
- la pétrologie magmatique (parfois aussi dénommé pétrologie "cristalline") : elle s'intéresse aux roches d'origine magmatiques.
L'histoire de la formation d'une roche d'origine magmatique peut être très complexe : Elle débute par la genèse d'un magma (schématiquement, un liquide produit de la fusion de roches préexistantes), se poursuit par la cristallisation progressive de ce magma, étape pendant et après laquelle se déroulent maintes transformations chimiques.
Par abus de langage, on restreint souvent l'usage du terme "pétrologie" à la seule discipline de la pétrologie magmatique.
- la pétrologie sédimentaire : elle s'intéresse aux mécanismes présidant à la formation des roches sédimentaires. D'où son autre dénomination de ||sédimentologie]].
- la pétrologie métamorphique : elle a pour objet de comprendre les transformations qui conduisent à la formation de roches métamorphiques, telles que les shistes ou les gneiss. A l'origine simples roches magmatique ou sédimentaire, ces roches métamorphiques ont connu, lors d'une période d'enfouissement à grand profondeur dans la crôute terrestre, les "méfaits" d'une longue exposition à de fortes pressions et à de hautes températures. En vertu de quoi, leur textures, leur minéralogie, leur chimie aussi, ont pu connaître de profondes transformations.
Naturellement, ces trois corps de discipline se distinguent très fortement de par leur outils et méthodes. Divers logiciels de systématisation et de simulation permettent une approche dynamique.
Mais toutes les trois ont pour points communs de s'appuyer sur des approches pétrographiques et de "puiser" largement dans les outils, méthodes et concepts proposés par d'autres sciences (chimie, chimie organique, physique, physicochimie, analyse numérique, etc) et géosciences (géochimie, géophysique, minéralogie).
