在古代，岩石和矿物统称为“石”。最早有关矿物岩石性状的记载，是中国的《山海经》和古希腊泰奥弗拉斯托斯的《石头论》。
18世纪后半叶至19世纪初，德国地质学家维尔纳为首的弗莱堡学派倡导水成说，认为所有岩石都是浑沌水的沉淀物。最早沉积花岗岩和片麻岩，其次为片岩、大理岩等，后期为页岩、砂岩、砾岩等。英国自然科学家赫顿于1788年提出了火成说，认为在地热的影响下，形成的熔融物，可经火山活动，形成火山岩，或在深部结晶，形成花岗质岩石。
两派各持己见，互相排斥对方观点，把所有的岩石基本看成是同一成因。1830年，英国自然科学家莱伊尔，提出岩石的成因分类，分为水成岩类、火山岩类、深成岩类和变质岩类，深成岩类包括花岗岩和片麻岩类。从“水火之争”到莱伊尔以多种成因观点代替单一成因观点的岩石分类，是岩石学成熟阶段的主要标志。
现代岩石学形成于19世纪中期至20世纪50年代。在这一阶段，野外地质调查和区域性地质制图，有了较大的发展，使得历史对比法，在岩石学的各个领域，都得到广泛应用，确定了各类岩石组合与其形成地质环境的联系，加深了对岩石成因的了解。
现代显微岩石学，是英国地质学家索比，从把偏光显微镜运用于砂岩、石灰岩和黏板岩的观察开始的。德国齐克尔在1866年《描述岩石学教科书》，对岩石的许多亚类作详细阐述。齐克尔于1873年出版的《矿物和岩石在显微镜下特征》和罗森布施的《岩相学主要矿物在显微镜下结构》，为显微岩石学奠定了一定的基础。
第二次世界大战结束以后，特别是20世纪50年代以来，通过国际性多学科地学研究活动的开展，板块学说兴起并不断发展，作为地质学科分支的岩石学，进入了新的发展时期。
火成岩岩石学，是研究主要由岩浆作用形成的岩石的成分、结构构造，及其形成条件和演化历史的学科。运用现代实验技术、物理化学、流体动力学等理论，阐明各类岩浆的演化运移和冷却结晶等过程，依据岩浆岩区域地质分布，结合大地构造单元，总结各类岩浆岩自然组合的时空分布规律。
沉积岩岩石学，是研究沉积物和沉积岩的组成、结构、构造和成因的学科。其主要内容包括沉积物和沉积岩物质成分、粒度及其生物化石群落等研究；判定沉积环境和沉积物的源区，阐明古地理条件和恢复古构造；根据碎屑物和基质的比例，矿物颗粒和有机组分的分选性，进行沉积物和沉积岩的分类；根据化学沉积物的特点，判定水体化学性质和海水深度等。
变质岩岩石学，是一门研究地壳内部发生的变质作用，和变质岩的形成特点及其演变历史的学科，天体陨石的冲击变质，也属于这一研究范畴。
在地壳演化过程中，地幔、地壳的相互作用，引起区域热流和构造环境的变化，发生了一系列属于不同变质相、变质相系和不同形变程度的变质岩石。它们是变质作用在自然界的记录，因而也是变质岩岩石学的研究对象。变质岩石学又可分为两个方向：变质地质学和变质实验岩石学。
工业岩石学，是用硅酸盐工艺学的方法来研究和开发与硅酸盐矿物有关的资源，又称工艺岩石学。
其他的还有宇宙岩石学、化学岩石学、实验岩石学、地幔岩石学、构造岩石学等。
岩石的形成与形成时的地质环境密不可分。岩石建造，是地质环境的一种表现。因此为了阐明地质环境，区域地质学、大地构造学、构造地质学和地层学的研究是必不可少的知识；矿物学和地球化学，可以阐明岩石中主要造岩矿物和元素迁移变化的规律，它们与化学热力学和化学反应动力学相结合，可以说明岩石形成过程中可能的物理化学作用过程，以及岩浆发生的可能原岩。
宇宙岩石学，可以看做岩石学与天文学之间的联系环节，而地幔岩石学，可以看做岩石学与地球物理学之间的桥梁，这两个分支学科扩大了岩石学研究的时空范围，所研究的深度可达600千米的地幔，时间可以上溯到40亿年左右，其研究成果为研究地球早期演化，提供了基础资料。
作为自然体系的岩石组合，其成因是复杂的，而且受到许多因素所制约，并且与地壳演化有着密切的联系。对于有成效的岩石学研究而言，一方面要摆脱传统观点的束缚，从单纯岩石的描述中，解放出来；另一方面也要防止简单化的趋向，把复杂的成因问题，纳入简单的成因模式。
岩石学的研究，要掌握更多的岩相学、区域地质学资料，充分理清各种岩石之间野外关系，加强岩石组合和岩石的物质组分（包括矿物学和地球化学）的研究，从而进一步引出客观存在的形成条件和岩石构造历史，并从物理化学基础理论，来阐明其内在联系和发生的根本原因。此外，从全球构造观点，总结分析岩浆建造、变质建造和沉积建造的时空分布规律，这些都是岩石学的基本任务。