La petrologia, o scienza delle rocce, è una disciplina geologica, che attraverso l'uso di investigazioni di varia natura (soprattutto mineralogiche, cristallografiche, geochimiche e chimico-isotopiche), si occupa essenzialmente di problemi (fisici, chimici e biologici) inerenti alla genesi e le parentalità delle rocce.
L'indagine petrologica si svolge sia con l'osservazione ed analisi diretta di campioni, sia sperimentalmente, ricreando in laboratorio le presunte condizioni genetiche delle rocce, sia come composizione chimica o mineralogica di partenza, che come parametri di pressione e temperatura osservando l'evoluzione composizionale della miscela di partenza durante le successive fasi di cristallizzazione dei minerali.