Ένας πλανητικός γεωλόγος μελετά τη γεωλογία των πλανητών εκτός της Γης καθώς και των δορυφόρων τους. Το πεδίο, γνωστό και ως αστρογεωλογία ή εξωγεωλογία, σχετίζεται στενά με την παραδοσιακή γεωλογία, αλλά επικεντρώνεται σε θέματα όπως η εσωτερική δομή ενός πλανήτη και η ηφαιστειακή και επιφανειακή δραστηριότητα. Ένας πλανητικός γεωλόγος μπορεί να εξετάσει δείγματα που έχουν ληφθεί από διαστημικές αποστολές ή μετεωρίτες που προσκρούουν στην επιφάνεια της Γης. Φωτογραφίες και άλλα δεδομένα σχετικά με κομήτες, φεγγάρια και πλανήτες που αποστέλλονται από ανιχνευτές παρουσιάζουν επίσης ενδιαφέρον για τον πλανήτη γεωλόγο. Η παραγωγή ακριβών πλανητικών και σεληνιακών χαρτών και η εξαγωγή συμπερασμάτων σχετικά με τη δυνατότητα ζωής σε άλλους πλανήτες είναι δύο από τους πολλούς ερευνητικούς στόχους των πλανητών γεωλόγων.
Ουράνια σώματα όπως πλανήτες, φεγγάρια και κομήτες έχουν όλα γεωλογικά χαρακτηριστικά που είναι επιστημονικά σημαντικά. Για παράδειγμα, το ψηλότερο βουνό στο ηλιακό σύστημα βρίσκεται στον Άρη και υπάρχουν θύλακες παγωμένου πάγου στους κρατήρες του Ερμή. Τα δεδομένα σχετικά με αυτά τα χαρακτηριστικά συλλέγονται με πολλούς τρόπους, όπως μέσω τηλεσκοπίου, δείγματα που συλλέχθηκαν από αστροναύτες και φωτογραφίες και δεδομένα από διαστημικούς ανιχνευτές. Η προσεκτική χαρτογράφηση και διερεύνηση αυτών των γεωλογικών χαρακτηριστικών μπορεί να αποκαλύψει πολλά για το πώς σχηματίστηκε ένα σώμα, πώς η γεωλογική του σύνθεση συγκρίνεται με τη Γη και αν υπήρχε ή μπορεί να υπάρχει ζωή εκεί.
Ένας πλανητικός γεωλόγος χρησιμοποιεί τεχνικές από άλλα πεδία της γεωλογίας, όπως η γεωχημεία και η γεωφυσική, για να μελετήσει τη σύνθεση και τη δομή των γεωλογικών χαρακτηριστικών και τη σύνθεση άλλων πλανητών και των δορυφόρων τους. Η φυσική ανάλυση δειγμάτων και δεδομένων και φωτογραφιών είναι οι κύριες πηγές πληροφοριών. Αυτή η έρευνα μπορεί να αποκαλύψει γιατί ένας πλανήτης έχει ένα συγκεκριμένο χρώμα, αν υπάρχει ή υπήρχε νερό, και αν υπάρχει κάποια ηφαιστειακή δραστηριότητα στην επιφάνεια. Για παράδειγμα, ο Άρης είναι κόκκινος επειδή η επιφάνεια του πλανήτη καλύπτεται από οξείδιο του σιδήρου που μεταφέρεται επίσης στην ατμόσφαιρα.
Ένα σημαντικό καθήκον για έναν πλανητικό γεωλόγο είναι να χαρτογραφήσει την επιφάνεια ενός πλανήτη ή ενός από τους δορυφόρους του. Οι διαστημικοί ανιχνευτές στέλνουν πίσω φωτογραφίες υψηλής ευκρίνειας της επιφάνειας που αποκαλύπτουν κρατήρες και άλλα χαρακτηριστικά όπως βουνά και κοιλάδες, καθώς και χρώμα και υφή. Οι τροχιακές φωτογραφίες υψηλής ανάλυσης μπορούν να συνδυαστούν με τρισδιάστατη μοντελοποίηση για να βελτιώσουν την εικόνα της επιφάνειας και να αποκαλύψουν λεπτομερείς λεπτομέρειες. Τα στοιχεία για ραβδώσεις που πέφτουν στις πλαγιές ενός κρατήρα κατά την άνοιξη και το καλοκαίρι στον Άρη μπορούν να βοηθήσουν έναν πλανήτη γεωλόγο να βγάλει συμπεράσματα σχετικά με την παρουσία υγρού και όχι απλώς παγωμένου νερού. Το υγρό νερό παρέχει ένα καλύτερο περιβάλλον για τη ζωή από το νερό σε παγωμένη κατάσταση.
Εκτός από τη χαρτογράφηση, ένας πλανητικός γεωλόγος μπορεί επίσης να επικεντρωθεί στους κρατήρες πρόσκρουσης και τις πλανητικές ατμόσφαιρες. Ο κρατήρας κρούσης είναι μια πρωταρχική γεωλογική διαδικασία που διαμορφώνει πλανητικές επιφάνειες και μπορεί να σχηματίσει πολλά γεωλογικά χαρακτηριστικά. Ένας γεωλόγος πρέπει να κάνει διάκριση μεταξύ κρατήρα που προκαλείται από ηφαιστειακή δραστηριότητα και εκείνη που προκαλείται από την πρόσκρουση ξένου σώματος. Οι πλανητικές ατμόσφαιρες μπορούν να αποκαλύψουν πολλά για τις διαφορές στις βαρυτικές δυνάμεις, αλλά και να διαμορφώσουν τις πλανητικές επιφάνειες μέσω ανέμου, παγετού και βροχοπτώσεων.
Μια καριέρα ως πλανητικός γεωλόγος απαιτεί διδακτορικό δίπλωμα στο αντικείμενο. Δεδομένου ότι αυτό είναι ένα εξειδικευμένο επάγγελμα στη γεωλογία, μόνο ένας μικρός αριθμός ιδρυμάτων προσφέρουν προηγμένα πτυχία σε αυτόν τον τομέα. Η πλειοψηφία των πλανητών γεωλόγων στις Ηνωμένες Πολιτείες απασχολείται από πανεπιστήμια, το Κέντρο Επιστημών της Γεωλογικής Έρευνας των Ηνωμένων Πολιτειών και την Εθνική Υπηρεσία Αεροναυτικής και Διαστήματος. Διεξάγουν έρευνα και δημιουργούν πλανητικούς και σεληνιακούς χάρτες που δίνουν έμφαση στα πάντα, από στοιχεία προηγούμενων συγκεντρώσεων νερού έως επιπτώσεις κρατήρων και ηφαιστειακής δραστηριότητας.