A geologia histórica utiliza os princípios e técnicas da geologia para elaborar a história geológica da Terra. Ela analisa os processos que mudam a superfície da Terra e as rochas sob a superfície.

Os geólogos usam estratigrafia e paleontologia para descobrir a seqüência dos eventos, e mostram as plantas e animais que viveram em diferentes épocas no passado. Eles trabalharam a seqüência das camadas rochosas. Depois, a descoberta da radioatividade e a invenção de técnicas de datação radiométrica deram uma maneira de obter as idades das camadas (estratos).

Agora sabemos o momento de eventos importantes que aconteceram durante a história da Terra. A Terra tem cerca de 4,567 bilhões (4.567 milhões) de anos de existência. O tempo geológico ou profundo do passado da Terra tem sido organizado em várias unidades. Os limites na escala de tempo são geralmente marcados por grandes eventos geológicos ou paleontológicos, tais como extinções em massa. Por exemplo, a fronteira entre o período Cretáceo e o período Paleogênico é definida pelo evento de extinção Cretáceo-Terciária. Isto marcou o fim dos dinossauros e de muitas espécies marinhas.

A prospecção de fontes de energia e minerais valiosos depende da compreensão da história geológica de uma área. Tal conhecimento também pode ajudar a diminuir os perigos de terremotos e vulcões.