Un geolog planetar studiază geologia altor planete decât Pământul, precum și sateliții acestora. Domeniul, cunoscut și sub numele de astrogeologie sau exogeologie, este strâns legat de geologia tradițională, dar se concentrează pe subiecte precum structura internă a planetei și activitatea vulcanică și de suprafață. Un geolog planetar poate examina mostre extrase din misiuni spațiale sau meteori care se prăbușesc pe suprafața Pământului. Fotografiile și alte date despre comete, luni și planete trimise de la sonde sunt, de asemenea, de interes pentru geologul planetar. Producerea de hărți planetare și lunare precise și realizarea de inferențe despre posibilitatea vieții pe alte planete sunt două dintre multele obiective ale cercetării geologilor planetari.
Corpurile cerești precum planetele, lunile și cometele au toate caracteristici geologice semnificative din punct de vedere științific. De exemplu, cel mai înalt munte din sistemul solar se află pe Marte și există buzunare de gheață înghețată în cratere de pe Mercur. Datele despre aceste caracteristici sunt adunate în multe moduri, inclusiv prin telescop, mostre colectate de astronauți și fotografii și date de la sondele spațiale. Cartografierea și investigarea atentă a acestor caracteristici geologice pot dezvălui multe despre modul în care s-a format un corp, cum se compară compoziția sa geologică cu cea a Pământului și dacă a existat sau poate exista viață acolo.
Un geolog planetar folosește tehnici din alte domenii din geologie, cum ar fi geochimia și geofizica, pentru a studia compoziția și structura caracteristicilor geologice și compoziția altor planete și a sateliților acestora. Analiza fizică a probelor și a datelor și fotografiile sunt sursele primare de informații. Această cercetare poate dezvălui de ce o planetă are o anumită culoare, dacă există sau a fost apă și dacă există vreo activitate vulcanică la suprafață. De exemplu, Marte este roșu deoarece suprafața planetei este acoperită cu oxid de fier care este transportat și în atmosferă.
O sarcină importantă pentru un geolog planetar este să cartografieze suprafața unei planete sau a unuia dintre sateliții săi. Sondele spațiale trimit înapoi fotografii de înaltă definiție ale suprafeței care dezvăluie cratere și alte caracteristici precum munții și văile, precum și culoarea și textura. Fotografiile orbitale de înaltă rezoluție pot fi combinate cu modelarea 3-D pentru a îmbunătăți imaginea de suprafață și a dezvălui chiar și detalii minuscule. Dovezile de dâre care coboară în pantele unui crater în timpul primăverii și verii pe Marte pot ajuta un geolog planetar să facă inferențe despre prezența lichidului, mai degrabă decât a apei înghețate. Apa lichidă oferă un mediu mai bun pentru viață decât apa în stare înghețată.
Pe lângă cartografiere, un geolog planetar se poate concentra și asupra craterelor de impact și a atmosferelor planetare. Craterizarea de impact este un proces geologic primar care modelează suprafețele planetare și poate forma multe caracteristici geologice. Un geolog trebuie să facă distincția între craterizarea cauzată de activitatea vulcanică și cea cauzată de impactul unui corp străin. Atmosferele planetare pot dezvălui multe despre diferențele dintre forțele gravitaționale, dar și pot modela suprafețele planetare prin vânt, îngheț și precipitații.
O carieră ca geolog planetar necesită o diplomă de doctor în materie. Deoarece aceasta este o profesie de nișă în geologie, doar un număr mic de instituții oferă diplome avansate în acest domeniu. Majoritatea geologilor planetari din Statele Unite sunt angajați de universități, de Centrul de Științe Astrogeologice a Studiului Geologic al Statelor Unite și de Administrația Națională pentru Aeronautică și Spațiu. Ei efectuează cercetări și creează hărți planetare și lunare care subliniază totul, de la dovezi ale concentrațiilor de apă din trecut până la cratere de impact și activitatea vulcanică.