半坡聚落附近有山川、平原、河流。河河床里有大量从秦岭山脉冲刷下来的大小砾石，有玄武岩、石英岩、辉长岩、花岗岩、砂岩等多种矿石。在长期的生活实践中，半坡人对岩石的硬度、质地、形状已有相当高的认识水平，并能根据需要选用不同性能、功用的岩石。劳动实践还使人们总结出：石斧、石锛、石凿等用力甚大的劈砍工具须用坚硬的岩石制作，而用于砥磨的工具适宜用含细砂质的岩石制作。
因而，半坡人用坚硬的玄武岩、石英岩、辉长岩、花岗岩等制作石斧、石锛、石凿，用细砂岩制作砥石。
半坡人长期和土地亲密接触，对粘土（主要含SiO2）的几种特性有了深刻的认识，即粘土加水后具有粘性、可塑性、烧结性，灼烧后变得坚硬而不变形，他们利用粘土制作了大量的生活用具及其他用品。陶器的发明是人类第一次利用化学方法让物质产生变化，使之为自己服务的杰出成就。在此之前，人类加工的石、骨、角、竹、木质器，都只是改变了物质的自然形态，而不曾改变它的本质。以粘土制陶是人类借助火的威力，使一种物质通过物理化学变化，从而形成具有一定强度、硬度且结构较为致密的一种新型物质。制陶术的产生与发展，又在物理化学知识、高温技术上为制瓷术、冶金术的产生奠定了基础。陶器的发明，同时也预示着从此人类不再单纯地依靠自然力的馈赠，而是更多地运用自己的聪明智慧，去创造历史，改变自然。
天然的矿物质五颜六色，半坡人根据需要选用赤铁矿、赭石作为绘画颜料。半坡人制作的大量陶器上绘有丰富多彩的图案，多数为黑彩，还有少数为红彩。另外，在遗址中出土的石砚和蚌片（可能作为调色板）上残留有红颜料痕迹。经分析研究得知，黑彩颜料是一种含铁很高的红土，红彩颜料是赭石。半坡人将颜料加水研磨，然后绘彩。丰富的实践使他们进一步知道入窑前绘彩，经窑烧后，其图案可经久保存而不易脱落褪色。正是由于半坡人丰富的岩石矿物学知识和高超的绘画技能，才能使现代人看到六千多年前的精美彩陶。
半坡人还利用对黄土直立性的认识，挖建了许多储藏东西的窖穴及防卫壕沟。这些都说明了聪明的半坡人已掌握了较为丰富的岩石矿物学知识。