Geolog prowadzi rozległe badania terenowe i laboratoryjne, aby poznać różne procesy i zjawiska zachodzące na Ziemi i wewnątrz niej. Może specjalizować się w wielu różnych dziedzinach geologii i geofizyki. Geolog może badać skały, osady lub skamieniałości z określonego obszaru lub badać geologiczną naturę wulkanów, lodowców, oceanów i innych unikalnych cech fizycznych. Wielu profesjonalistów prowadzi szeroko zakrojone badania nad siłami natury i procesami, które kształtują Ziemię. Geolodzy mogą pracować dla uniwersytetów, prywatnych laboratoriów badawczych, firm naftowych, firm inżynieryjnych, agencji rządowych lub organizacji non-profit zajmujących się ochroną środowiska.
Geolodzy zajmujący się badaniami naukowymi zwykle spędzają dużo czasu w terenie, prowadząc obserwacje i zbierając próbki minerałów i osadów do analiz laboratoryjnych. Geofizycy często używają specjalistycznego sprzętu terenowego do przewidywania i mierzenia wielkości magnetyzmu lub aktywności sejsmicznej na danym obszarze. Eksperci od geochemii analizują zawartość chemiczną próbek skał w celu określenia obecności niektórych pierwiastków lub nienaturalnych zanieczyszczeń. Naukowcy znani jako stratygrafowie badają warstwy skalne, aby określić wiek, strukturę i zmiany samej Ziemi. Paleontolodzy specjalizują się w zbieraniu i badaniu szczątków kopalnych, które dostarczają wielu faktów dotyczących ewolucji i środowiska ziemskiego w przeszłości.
Zawodowy geolog może być odpowiedzialny za badanie lądu lub dna morskiego w celu określenia ich struktury i zawartości. Geolodzy inżynierowie badają na przykład potencjalne place budowy, aby potwierdzić ich stabilność. Geolodzy zajmujący się ropą naftową starają się określić lokalizację złóż ropy naftowej do przyszłych odwiertów. Oceanografowie śledzą pływy oceaniczne, osady osadów i rozprzestrzenianie się dna morskiego, aby poznać ich przyczyny i skutki.
Wielu ekspertów pracuje dla agencji rządowych i organizacji non-profit, promując działania konserwatorskie i edukacyjne. Geolog może badać skutki globalnego ocieplenia, warunków atmosferycznych i działalności człowieka na określonym obszarze i pracować nad ochroną przed dalszymi zniszczeniami. Może aktywnie angażować się w prace porządkowe, wygłaszać przemówienia i seminaria na temat znaczenia konserwacji lub publikować artykuły i książki na ten temat.
Aby zostać geologiem w jakiejkolwiek specjalności, osoba musi zazwyczaj posiadać co najmniej stopień magistra. Wielu pracodawców woli zatrudniać osoby ze stopniem doktora w określonych poddziedzinach geologii lub geofizyki. Większość nowych naukowców przyjmuje stypendia po ukończeniu studiów, gdzie zdobywają wiedzę z pierwszej ręki na temat różnych technik badawczych, współpracując z doświadczonymi profesjonalistami. Po okresie od roku do dwóch lat naukowiec może zostać dopuszczony do rozpoczęcia samodzielnych badań. Niektóre stany, kraje i pracodawcy wymagają od geologów zdania egzaminów licencyjnych, jeśli będą zajmować się geologią inżynierską i architektoniczną.